АНТЕННА ЕМКОСТНАЯ ДВУХРЕЗОНАНСНАЯ ДЛЯ УКВ ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ
CAPACITIVE DOUBLE-RESONANCE ARRAY FOR FREQUENCY USB

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании приемо-передающих антенных устройств для портативной аппаратуры радиосвязи УКВ-диапазона частот.
В качестве прототипа выбрана емкостная антенна (Патент RU №2470424), содержащая развернутый в пространстве емкостной элемент, обкладки которого выполнены в виде двух цилиндрических токопроводящих поверхностей, катушку индуктивности и согласующую катушку индуктивности. Такая антенна в УКВ-диапазоне частот имеет узкую рабочую полосу и может работать лишь на одной конструктивно заданной частоте (имеет один резонанс).
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей емкостной антенны путем построения двухрезонансной системы.
Технический результат достигается тем, что:
- с целью расширения функциональных возможностей емкостной антенны в ее конструкцию дополнительно включены вторая катушка индуктивности и второй емкостной элемент, в котором одна из токопроводящих поверхностей является общей для обоих емкостных элементов;
- с целью снижения негативного влияния паразитных связей и упрощения общей компоновки антенны токопроводящие поверхности (обкладки) емкостных элементов выполнены плоскими и расположены так, что общая обкладка находится посередине между двумя другими и заземлена.
На чертеже изображено:
Фиг. 1 - электрическая схема антенны емкостной двухрезонансной для УКВ-диапазона частот, где цифрами обозначено:
1.1, 1.2, 1.3 - плоские обкладки емкостных элементов;
2.1, 2.2 - катушки индуктивности антенных контуров;
3 - согласующее устройство.
Фиг. 2 - частотная характеристика коэффициента стоячей волны.
Антенна емкостная двухрезонансная для УКВ-диапазона частот содержит два развернутых в пространстве емкостных элемента, образованных тремя плоскими обкладками, одна из которых является общей. Обкладки расположены в одной плоскости и в один ряд так, что общая для обоих емкостных элементов обкладка находится посередине и заземлена. К обкладкам 1.1 и 1.3 емкостных элементов подключены катушки индуктивности 2.1 и 2.2. При этом образуется система из двух связанных колебательных контуров (антенных контуров), настроенная на две разные резонансные частоты излучаемого (принимаемого) электромагнитного сигнала.
На фиг. 2 показан скриншот экрана векторного анализатора цепей, на котором изображена двухрезонансная частотная характеристика такой емкостной антенны. В данном случае характеристика имеет резонансы на частотах 148,3 МГц и 170,9 МГц, которые являются рабочими частотами антенны и задаются при первоначальной настройке антенны.
Фидерная линия подключается к антенне через согласующее устройство, каждый из двух выходов которого электрически согласован с соответствующим антенным контуром. Коэффициент стоячей волны (см. фиг. 2) на рабочих частотах имеет величину 1,1 и 1,04 соответственно, что говорит о высокой степени согласования антенны и фидерной линии, имеющей волновое сопротивление 50 Ом.
При излучении по одной фидерной линии от передатчика подводится напряжение сигнала той или иной высокой частоты. Резонанс возникает в том контуре, частота настройки которого совпадает с частотой подводимого сигнала. При этом между развернутыми в пространстве пластинами его емкостного элемента возникает переменное напряжение высокой частоты, в Q раз превышающее по величине входное напряжение (Q - добротность антенного контура). Высокочастотное электрическое поле, действующее между пластинами, индуцирует в окружающем пространстве токи смещения, благодаря которым и возникает высокочастотное электромагнитное излучение (электромагнитная волна).
Таким образом, рассматриваемая конфигурация емкостной антенны (фиг. 1) позволяет применять ее на двух фиксированных частотах без перестройки антенного контура, что расширяет функциональные возможности антенны.