Коллинеарная антенна

Предлагаемое техническое решение относится к области радиотехники, в частности, к антенной технике, и может быть использовано при конструировании антенн, к которым предъявляются особые требования к диаграмме направленности (в дальнейшем - ДН).
Известно, что для повышения дальности связи стремятся применять антенны с усилением, которое реализуется путем концентрации излучения в различных направлениях. В одних случаях это достигается путем сжатия ДН в вертикальной плоскости, например коллинеарная антенна (см. Соловьев В.И. "Судовые антенны", стр. 193, 194), где коэффициент усиления (в дальнейшем - КУ) зависит от числа вибраторов (там же). В других случаях необходимо повысить КУ в определенном направлении (секторе), что достигается применением антенн с плоскими или уголковыми отражателями, а также антеннами типа "волновой канал" (там же стр. 195-200).
В описываемых выше антеннах повышение КУ достигается сжатием ДН в вертикальной или горизонтальной плоскости. Однако такого повышения не всегда бывает достаточно, требуются антенны с все большим КУ.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является коллинеарная антенна (см. Соловьев В.И. "Судовые антенны", стр. 194, рис. 6.5).
Указанная антенна построена по классической схеме, и содержит, например, шесть вибраторов (трехэлементная), расположенных друг над другом на несущей трубе, закрепленной нижним концом на фланце, служащем для крепления антенны. Все излучающие элементы расположены друг под другом и тем самым обеспечивают усиление антенны при равномерном формировании поля в азимутальной плоскости.
Недостатком данной антенны является недостаточный КУ.
Задачей предлагаемого технического решения является создание конструкции антенны с повышенным КУ.
Поставленная задача достигается тем, что в коллинеарной антенне, содержащей, по крайней мере, два излучающих элемента, расположенных соосно друг другу на несущей трубе, закрепленной нижним концом на фланце, при этом вся конструкция помещена в диэлектрический радиопрозрачный кожух, параллельно упомянутым излучающим элементам установлен рефлектор, крепящийся к кожуху с помощью диэлектрических держателей.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором схематично показана конструкция антенны.
Коллинеарная антенна, содержащая, например, два излучающих элемента (четыре вибратора 1) (в разрыве на чертеже показан один), расположенных соосно друг другу на несущей трубе 2, помещенной в диэлектрический радиопрозрачный (выполненный, например, из стеклотекстолита) кожух 3, служащий для защиты антенны, закрепленный на фланце 4, с помощью которого антенна крепится к антенной опоре. В верхней и нижней части кожуха 3 с помощью диэлектрических муфт 5 и 6 установлены диэлектрические держатели 7 и 8 соответственно, к которым и крепится рефлектор 9. Рефлектор 9 - металлический лист (например, из алюминия), с прорезанными вертикально щелями, для уменьшения веса и парусности. Для правильной работы рефлектора размеры его выполнены по ширине меньше λ/2, где λ - длина рабочей волны, а по высоте соответствуют высоте антенны плюс вверх и вниз по λ/4, с шириной щели не более λ/12. Отверстия 10 во фланце 4 позволяют ориентировать максимум ДН в горизонтальной плоскости в нужном направлении.
Работает антенна следующим образом.
Коллинеарная антенна, сжимающая ДН в вертикальной плоскости, имеет КУ 3-6 дБ (в зависимости от числа вибраторов). Установка рефлектора на расстоянии (0,2-0,35) λ, от оси антенны, обеспечивает сжатие ДН антенны в горизонтальной плоскости и за счет направленности добавляет к данному КУ еще 4-6 дБ. При этом ширина ДН в горизонтальной плоскости меняется от 100 до 140°.
Таким образом, предлагаемая коллинеарная антенна, по сравнению с прототипом, имеет больший коэффициент усиления (в 2-3 раза), так как в ней осуществляется сжатие ДН как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.