Логопериодическая антенна

ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКАЯ АНТЕННА
Настоящая полезная модель относится к радиотехнической промышленности, точнее - к приёмно-передающей антенной технике . а более конкретно - к логопериодической антенне, предназначенной для приёма информационных сигналов в системах радиосвязи и телевидения.
Известна логопериодическая антенна (Г.Нунупаров, Антенна для приёма ДМВ, Москва, «Радио N 8, 1990 ), предназначенная для приёма телевизионных сигналов и содержащая антенное полотно, включающих два антенных полуполотна, образованных рядами вибраторов, закреплённых на несущих трубчатых элементах, по семь на каждом, соединённых короткозамыкающей перемычкой . Внутри первого несущего трубчатого элемента установлен кабель передачи сигнала, имеющий центральную жилу, подключеную ко второму трубчатому элементу снаружи, и внешний проводник с отводами, оплетающий изолятор , в котором установлена упомянутая центральная жила кабеля, а отводы внешнего проводника подключены к первому несущему трубчатому элементу, причём первый и второй несущие трубчатые элементы в поперечном сечении имеют форму прямоугольника.
Наиболее близкой по своей конструкции к предлагаемоу техническому решению является логопериодическая комбинированная антенна (RU, 2157582), содержащая антенное полотно из двух антенных полуполотен, образованных рядами вибраторов, закреплённых на несущих трубчатых элементах, по десять вибраторов на каждом. Несущие трубчатые элементы соединены короткозамыкающей перемычкой. Внутри одного из несущих трубчатых элементов размещён кабель передачи сигнала , предназначенный для передачи сигнала на приёмник сигнала и имеющий центральную жилу, расположенную внутри изолятора с внешним проводником и подключённую снаружи ко второму несушему трубчатому элементу.
Однако , в этих известных логопериодических антеннах в процессе приёма сигнала возникает неоднородность волнового сопротивления в системе « полотно антенны- кабель передачи сигнала , возникающая из-за необходимости осуществления электрического контакта между первым и вторым трубчатыми элементами посредством центральной жилы кабеля передачи сигналов вне пределов изолятора с внешним проводником, что приводит к ухудшению согласования , тем большему.
чем выше рабочая частота антенны, то есть упомянутая неоднородность волнового сопротивления влияет на качество согласования антенного полотна и кабеля передачи си1нала .
В основу настоящей полезной модели положена задача создания логопериодической антенны, конструкция которой позволяла бы улучшить качество согласования системы «антенное полотно-кабель передачи сигнала за счёт снижения коэффициента стоячей волны (КСВ) , то есть снижения неоднородности волнового сопротивления в системе «антенное полотно- кабель передачи сигнала.
Поставленная задача решается тем, что логопериодическая антенна, содержащая два антенных полуполотна, образованных рядами вибраторов, закреплённых на несущих трубчатых элементах с короткозамыкающей перемычкой и с размещённым в первом несущем трубчатом элементе кабелем передачи сигнала на приёмник сигнала , имеющим центральную жилу с изолятором, электрически связанную со вторым несущим трубчатым элементом, и внешний проводник с отводами, согласно настоящей полезной модели, дополнительно снабжена контактным элементом, установленным между концом центральной жилы кабеля передачи сигнала и вторым несущим трубчатым элементом в непосредственной близости от приёмного участка кабеля передачи сигнала, внешний проводник которого подключён к первому несущему трубчатому элементу посредством двух отводов.
Целесообразно, чтобы логопериодическая антенна , согласно настоящей полезной модели, имела в стенках первого несущего трубчатого элемента на его торцевой кромке расположенные друг напротив друга вырезы, а каждый из отводов внешнего проводника зафиксирован в соответствующем вырезе, причём длина «А каждого из отводов выбрана из соотношения А  (D - В) / 2, где D расстояние между вырезами, В-толщина изолятора с центральной жилой.
Допустимо, чтобы в логопериодической антенне , согласно настоящей полезной модели, каждый из несущих трубчатых элементов имеет в поперечном сечении прямоугольную форму с четырьмя гранями, при этом контактный элемент, выполнен в виде Г-образной пластины из электропроводящего материала, причём первая часть Г-образной пластины установлена в полости второго несущего трубчатого элемента с возможностью плотного касания внутренней поверхности
одной из его граней, ближней к первому несущему трубчатому элементу, а вторая часть Г-образной пластины имела в плане форму треугольника, основание которого расположено на границе перегиба Г-образной пластины, а его вершина электрически связанасцентральнойжилойкабеля.
Разумно, чтобы в логопериодической антенне , согласно настоящей полезной модели, вблизи вершины треугольной формы Г-образной пластины выполнено отверстие, в котором установлена центральная жила кабеля, причём длина «С участка центральной жилы кабеля, установленного в отверстие , выбрана из диапазона 1 С  3мм.
Предлагаемая полезная модель позволяет создать логопериодическую антенну такой конструкции, в которой наличие контактного элемента позволяет осуществить более надёжное соединение центральной жилы кабеля , установленного в полости первого несущего трубчатого элемента, подключённого к первому антенному полуполотну, со вторым несущим трубчатым элементом, подключённым ко второму антенному полуполотну, причём соединение проводят внутри полости первого несущего трубчатого элемента, что устраняет необходимость вывода центральной жилы кабеля за пределы изолятора с внешним проводником, его оплетающим , так как изолятор целиком остаётся в полости первого несущего трубчатого элемента, что позволяет снизить влияние неоднородности волнового сопротивления на работу логопериодической антенны и улучшить качество согласования в системе «антенное полотно - кабель передачи сигнала
Создание логопериодической антенны с несущим трубчатым элементом, в стенках которого на торцевой кромке выполнены расположенные друг напротив друга вырезы, в которых зафиксированы отводы внешнего проводника кабеля передачи сигнала, позволяет заглубить точку контакта центральной жилы кабеля и контактного элемента и осуществлять указанный контакт в непосредственной близости от изолятора кабеля в полости первого несущего трубчатого элемента и тем самым снизить влияние неоднородности волнового сопротивления и улучшить согласование в системе « антенное полотно- кабель передачи сигнала  .
Вариант выполнения логопериодической антенны с первым и вторым несущими трубчатыми элементами , имеющими в поперечном сечении прямоугольную форму с четырьмя гранями, и с контактным элементом в виде Гобразной пластины из электропроводящего материала, у которой первая часть установлена в полости второго несущего трубчатого элемента с возможностью плотного касания внутренней поверхности одной из его граней, ближней к первому несущему трубчатому элементу, вторая часть в плане имеет форму треугольника, основание которого расположено на границе перегиба Г-образной пластины , а его вершина электрически связана с центральной жилой кабеля, позволяет в большей степени позволяет снизить влияние неоднородности волнового сопротивления в системе «антенное полотно - кабель передачи сигнала  и улучшить качество согласования в этой системе.
Создание логопериодической антенны с контактным элементом, у которого вблизи вершины треугольной части Г-образной пластины выполнено отверстие в котором установлена центральная жила кабеля длиной от 1 до 3 мм, позволяет улучшить контакт между центральной жилой кабеля и вторым трубчатым элементом, и, следовательно , снизить влияние неоднородности волнового сопротивления и улучшить качество согласования в системе «антенное полотно-кабель передачи сигнала .
Таким образом, рассмотренные выше преимущества представленного выполнения предлагаемой логопериодической антенны позволяют говорить о том, что поставленная техническая задача полностью выполнена и предложенное техническое рещение отвечает критериям полезной модели.
В дальнейшем полезная модель поясняется описанием конкретного варианта её выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены:
Фиг 1 - логопериодическая антенна с двумя полуполотнами , образованными вибраторами, и контактным элементом , установленным между её первым и вторым несущими трубчатыми элементами , общий вид, изометрия, частичный разрез;
Фиг.2 - начальный участок несущих трубчатых элементов, имеющих прямоугольное поперечное сечение, увеличенный масшаб, изометрия. частичный разрез ;
Фиг.З - начальный участок несущих трубчатых элементов без защитного кожуха, изометрия.
Предлагаемая полезная модель представляет собой логопериодическую антенну, предназначенную для приёма сигнала, например, телевизионного сигнала
дециметрого диапазона, варианты которой представлены на фиг. 1-3.
Логопериодическая антенна, представленная на фиг .1, содержит ряд вибраторов 1 .Q и 2 - 2 в виде стальных стержней, образующих антенное полотно из двух
антенных полуполотен 3, 4 параллельных друг другу и расположенных одно выше другого . Вибраторы 1. -ЬоИ 2. -2„попарно идентичны и закреплены, например, посредством сварки на двух несущих трубчатых элементах 5, 6, на которых установлена короткозамыкающая перемычка 7 со скобой 8 для монтажа антенны на мачте . В первом несущем трубчатом элементе 5 размещён кабель 9 передачи сигнала на приёмник сигнала, имеющий центральную жилу 10, установленную внутри изолятора 11, и внешний проводник 12 с отводами 13, оплетающий изолятор 11. Центральная жила 10 кабеля 9 электрически связана со вторым несущим трубчатым элементом 6 посредством контактного элемента 14, который установлен между концом центральной жилы 10 кабеля 9 и стенкой второго несущего трубчатого элемента 6 в непосредственой близости от приёмного участка кабеля 9 передачи сигнала, то есть вблизи его центральной жилы 10 и внешнего проводника 12 . Отводы 13 внешнего проводника 12 подключены к первому несущему трубчатому элементу 5. Снаружи приёмного участка кабеля 9 и начальных участков несущих трубчатых элементов 5, 6 установлен защитный кожух 15 из пластмассы, предназначенный для защиты начальных участков несущих трубчатых элементов5,6 от пыли, осадков и других природных источников грязи и от механических повреждений.
На фиг. 2 в укрупнённом масщтабе представлен начальный участок несущих трубчатых элементов 5, 6 с защитным кожухом 15 (частичный разрез) , что позволяет более ясно показать, что первый и второй несущие трубчатые элементы 5, 6 имеют в поперечном сечении прямоугольную форму с четырьмя гранями, а в стенках первого несущего трубчатого элемента 5 на его торцевой кромке выполнены расположенные друг напротив друга вырезы 16, в каждом из которых зафиксирован один из отводов 13 внешнего проводника 12. Контактный элемент 14 выполнен в виде Г-образной пластины из электропроводящего материала, при этом первая часть 17 Г-образной пластины установлена в полости второго несущего трубчатого элемента 6 с возможностью плотного касания внутренней поверхности одной из его граней, ближней к первому несущему трубчатому элементу 5, в данном случае это
грань 18 второго трубчатого элемента 6. Вторая часть 19 Г-образной пластины в плане имеет форму треугольника с закруглённой вершиной ( из соображений предотвращения механических повреждений, например, царапин, порезов) . Основание треугольника расположено на границе перегиба Г-образной пластины, при этом вершина элекрически связана с центральной жилой 10 кабеля 9 передачи сигнала. Надёжность электрического контакта в месте касания второй части 19 Гобразной пластины обеспечивается, например, пайкой. Такое выполнение логопериодической антенны с контактным элементом 14 в виде Г-образной пластины и несуш,ими трубчатыми элементами 5, 6 прямоугольного поперечного сечения, когда первый несущий трубчатый элемент 5 имеет на торцевой кромке вырезы 16, в которых зафиксированы отводы 13 , даёт возможность осуществлять контакт между центральной жилой 10 кабеля 9 и вторым трубчатым элементом 6 через контактный элемент 14 в полости первого трубчатого элемента 5 , а не снаружи, и вблизи изолятора 11 и внешнего проводника 12, что позволяет избежать неоднородности волнового сопротивления в системе « антенное полотно - кабель передачи сигнала, снизить коэффициент стоячей волны (КСВ) и улучшить согласование в указанной системе.
На фиг. 3 представлен начальный участок несущих трубчатых элементов 5, 6, но без защитного кожуха 15 ( фиг. 1,2) и в увеличенном масштабе для удобства пояснений. Здесь , как и на фиг. 1,2, видно, что в стенках первого несущего трубчатого элемента 5 выполнены расположенные друг напротив друга вырезы 16, в каждом из которых раположен и крепко зафиксирован, например, пайкой, соответствующий отвод 13 . Увеличенное изображение позволяет более подробно определить соотношение размеров отводов 13 внешнего проводника 12, оплетаюшего изолятор 11 с центральной жилой 10 кабеля 9 передачи сигнала, и размеров первого несущего трубчатого элемента 5. В представленной полезной модели длина «А каждого из отводов 13 внешнего проводника 12 выбрана из соотношения А  (D - В) / 2, где «D -расстояние между вырезами 16, а  толщина изолятора 11 с центральной жилой 10. В данном случае длина «А каждого из отводов 13 равна 2 мм, а  расстояние между вырезами 16 на наружной поверхности равно 10 мм, а «В - толщина изолятора 11 с центральной жилой 10 примерно 2,5 мм.
)вйу
Предлагаемое выполнение трубчатого элемента 5 логопериодической антенны позволяет заглубить и надёжно зафиксировать отводы 13 внешнего проводника 12 в первом трубчатом элементе 5, что в свою очередь позволяет осуществить электрический контакт центральной жилы 10 кабеля 9 со вторым несущим трубчатым элементом 6 через контактный элемент 14 и отводов 13 внешнего проводника 12 с первым трубчатым элементом 5 внутри полости самого трубчатого элемента 5 , а не снаружи,, что , следовательно, снижает волновое сопротивление системы «антенна- кабель передачи сигнала и улучшает качество согласования.
На фиг..З также ясно видно, что контактный элемент 14 выполнен в виде Гобразной ьластины, причём вторая часть 19 Г-образной пластины в плане имеет форму треугольника , а вблизи верщины треугольной части Г-образной пластины выполнено отверстие 20 для установки упомянутой центральной жилы 10 кабеля , причём длина «С участка центральной жилы 10 , установленного в отверстие 20, выбрана из диапазона 1  С 3 мм. Такое выполнение позволяет снизить до минимального размер участка центральной жилы 10 кабеля, находящийся вне пределов изоляции 11 и вне внешнего проводника 12, а форма части 19 Г-образной пластины выбрана таковой, что её индуктивность мала по сравнению с индуктивностью центральной жилы 10 и её влияние на согласование системы «антенное полотно - кабель передачи также очень мало.
Предложенное выполнение логопериодической антенны позволяет снизить КСВ до 1,3-1,5, причём выигрыш возрастает с повышением рабочей частоты, так логопериодические антенны диапазона GSM 1800 МГц имеют КСВ  1,2- 1,4, что особенно важно, так как эти логопериодические антенны работают и в режиме передачи.
Предлагаемая логопериодическая антенна работает следующим образом. Сигнал от телевизионной станции поступает на антенные полуполотна 3,4, ориетированные в направлении передающей антенны, в данном случае , телевизионной. Антенные полуполотна 3, 4 сформированы вибраторами 1-1 и 2 - 2 которые соединены сваркой с несущими трубчатыми элементами 5,6. Сигнал далее поступает на контактный элемент 14, подключённый к первому и ко второму несущим трубчатым элементам 5, 6, центральной жиле 10 кабеля 9 и к его
внешнему проводнику 12 с отводами 13. Далее сигнал по кабелю 9 передачи сигнала через сепаратор 21 поступает в телевизионный приёмник сигнала.
Благодаря расположению контактного элемента 14 в непосредственной близости от первого несущего трубчатого элемента 5 с вибраторами 1 - 1 антенного полуполотна, а также благодаря проведению контакта центральной жилы 10 кабеля 9 со вторым несущим трубчатым элементом 6 через контактный элемент 14 из электропроводящего материала вблизи изолятора 11 центральной жилы 10 кабеля и его внешнего проводника 12 достигается согласование системы «антенное полотнокабель передачи сигнала  за счёт снижения волнового сопротивления и коэффициента стоячей волны ( КСВ) предлагаемой логопериодической антенны.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет полностью рещить поставленную техническую задачу.
Логопериодическая антенна, выполненная согласно предлагаемой полезной модели, предназначена для применения в каческтве индивидуальной приёмной телевизионной антенны и может быть изготовлена на серийном стандартном оборудовании на различных предприятиях радиопромыщленности.