АКТИВНАЯ ДИПОЛЬНАЯ АНТЕННА

Полезная модель относится к антенным устройствам, а именно к классу широкополосных вибраторных (дипольных) антенн, предназначенных для измерения электрической составляющей напряженности электромагнитного поля, и может быть использована при решении задач электромагнитной совместимости технических средств, а также для определения и контроля предельно допустимых уровней электромагнитных полей.
Известна биконическая антенна по патенту RU №2221316 С1, содержащая два металлических конуса, обращенных друг к другу вершинами.
Известны также конструкции дипольных антенны типа П6-51, П6-52 (разработка и выпуск ОАО «СКБ РИАП», г.Нижний Новгород), содержащие конструктивно объединенные приемные симметричные вибраторы в виде конических «корзинок» (системы из симметричных металлических проводников, расположенных по образующей конической линии, а концы проводников гальванически соединены в двух точках, расположенных на продольной оси вибратора) и усилитель, согласующий импеданс вибраторов и перехода на несимметричный выход, согласованный с измерительной аппаратурой.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению выбрана конструкция активной антенны типа П6-51. Недостатком вышеуказанных антенн является их низкая чувствительность в нижней части диапазона, сложность (дороговизна) изготовления, высокие требования к точности взаимного расположения вибраторов из-за низкой технологической воспроизводимости.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение чувствительности в нижней части полосы частот антенны, снижение трудоемкости изготовления, при простоте сборки (установки вибраторов) и сохранении механической и электрической прочности.
Сущность технического решения заключается в том, что в активной дипольной антенне, содержащей два идентичных вибратора, продольная ось которых совмещена с продольной осью антенны, вершины вибраторов обращены друг к другу, и согласующий усилитель, включенный между вибраторами и переходом на несимметричный выход антенны, каждый вибратор выполнен в виде металлического (электропроводящего) стержня, расположенного вдоль продольной оси антенны, с набором металлических (электропроводящих) дисков разных диаметров, образующих в плане биконический, конический или цилиндрический контур вибратора и установленных на стержне перпендикулярно его продольной оси с фиксированным внутренним расстоянием между ними.
В варианте выполнения антенны диски установлены на равных между собой фиксированных внутренних расстояниях или расстояния между дисками неравны между собой.
На рисунках представлено: на фиг.1 - изображение общего вида антенны; на фиг.2 - вид спереди.
Активная дипольная антенна содержит (фиг.1) два идентичных вибратора 1, продольная ось 2 которых совмещена с продольной осью антенны, вершины 3 вибраторов 1 обращены друг к другу, и согласующий усилитель 4, включенный между вибраторами и переходом на несимметричный выход антенны. Каждый вибратор 1 выполнен в виде металлического (дюралюминиевого) стержня, расположенного вдоль продольной оси 2 антенны, с набором металлических (дюралюминиевых) дисков 5 конечной толщины и разными диаметрами, образующих в плане биконический контур 1 вибратора и жестко установленных на стержне 6 перпендикулярно его продольной оси 2 с фиксированным внутренним расстоянием L между дисками 5. Вершины 3 вибраторов (первый от ввода питания диск) сведен на конус для локализации области подключения фидера, оптимизации входного импеданса и ширины полосы за счет формы зоны питания, так как если широкополосный вибратор образован толстыми цилиндрическими стержнями (диаметр стержня 2 равен ≈10 мм), то на их торцах в точках ввода питания появляется большая емкость.
При работе антенны падающая электромагнитная волна возбуждает дипольные элементы (вибраторы) 1, сигнал с которых через согласующий усилитель 4 поступает на входные цепи измерительного (приемного) устройства (на рисунке не показан).
Оптимальные характеристики предложенной антенны были получены на стенде для измерения коэффициента стоячей волны для конструкции выполнения антенны (фиг.2), у которой в каждом вибраторе шесть дисков 5 с диаметрами (мм) соответственно 40, 85, 130, 95, 60, 20 установлены на равных между собой фиксированных внутренних расстояниях, равных ≈30 мм. Диапазон частот, на которых проводились измерения, составил 10 кГц - 30 МГц.
Конструктивное выполнение вибраторов 1 в виде металлических стержней с жестко установленными на них (перпендикулярно их продольной оси) набором из металлических дисков разных диаметров с фиксированным внутренним расстоянием между ними позволяет повысить чувствительность в низкочастотном диапазоне за счет увеличения емкости дисками 5 и создать при изготовлении устойчивую, симметричную (в отношении расположения вибраторов), дипольную конструкцию такой антенны за счет высокой технологической воспроизводимости. Подбирая число дисков в вибраторе, их диаметры и расстояние между ними можно добиться расширения диапазона рабочих частот антенны в области низких частот. При этом контур вибратора 1 в плане может быть биконической, конической или цилиндрической формы в зависимости от нижней и верхней частот диапазона антенны.
Все детали компактной и небольшой по весу антенны согласно настоящему решению имеют простую форму и сделаны из однородного и однотипного токопроводящего материала. Это позволяет реализовать изготовление их в массовом производстве легко и дешево, используя отработанную технологию.