Антенна
ANTENNA

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к антенной технике и может найти применение в системах связи, в системах радиомониторинга, в системах контроля электромагнитной обстановки, в задачах электромагнитной совместимости, в задачах метрологии, в задачах экологозащитных мероприятий.
Известна рамочная антенна (авторское свидетельское СССР №1555739 А1, МКИ H01Q 7/00, 1990 г.), выполненная в виде многовитковой рамки, расположенной в сплошном замкнутом проводящем металлическом экране трубчатой формы.
Недостатком данного технического решения является ограниченность использования по частотному диапазону - низкочастотный и радиочастотный диапазоны; работа в узкой полосе частот; возможность работы только с устройствами имеющими дифференциальный вход; большой диаметр рамки зависящий от длины волны; низкая эксплуатационная надежность связанная с тонкостенным трубчатым металлическим экраном, т.к. толщина металла экрана рамки должна быть меньше величины скин-слоя в рабочем диапазоне частот.
Наиболее близким техническим решением-прототипом является антенна (В.И. Каробейников, «Радиосвязь на спиновом электромагнитном поле» 2005 г, электронный ресурс QRZ.RU). Антенна содержит две одинаковые, цилиндрической формы, объемные катушки индуктивности (КИ), которые соединены между собой противофазно проводником межкатушечной перемычки (МКП) и разделены друг от друга межкатушечным зазором (МКЗ), посередине которого расположена плоскость электромагнитной связи (ПЭМС), при этом первая и вторая КИ расположены соосно и симметрично относительно ПЭМС. Первая и вторая КИ установлены в сплошном металлическом экране (МЭ), выполненным из меди. Проводники первой и второй выходных линий передачи (ВЛП) первой и второй КИ через проходные отверстия в МЭ без гальванического контакта выходят из него.
Z
Недостатком данного технического решения является: наличие второго магнитного поля, вызванного расположением плоскости витков КИ не перпендикулярно продольной оси антенны, а под углом отличным от 90°; невысокая чувствительность и невысокий коэффициент усиления за счет низкого уровня формирования вектора магнитной индукции доминирующей динамики вращательного движения электрических зарядов (электронов), формируемых данной антенной, по отношению к «паразитной» динамике поступательной составляющей электрических зарядов (электронов) на элементах апертуры антенны. В техническом решении прототипа за счет динамики вращательного движения электрических зарядов (электронов) формируются пространственные магнитные волны H вектора электромагнитного поля, на которых осуществляется связь, а наличие динамики поступательной составляющей электрических зарядов формирует Нх и Еу составляющие векторов электромагнитного поля, которые в связи по эфиру не участвуют. В связи с этим, диаграмма направленности (ДН) антенны является широкой со значительной изрезанностью.
Z
Технической задачей данного изобретения является: устранение второго магнитного поля путем расположения плоскости витков КИ перпендикулярно продольной оси антенны; увеличение чувствительности антенны; значительное увеличение уровня формирования вектора магнитной индукции динамики вращательного движения электрических зарядов (электронов) и сведение практически к нулю динамики поступательной составляющей электрических зарядов (электронов) и формирование только пространственных магнитных волн H вектора электромагнитного поля, что обеспечивает значительное увеличение чувствительности, увеличение коэффициента усиления антенны и уменьшение изрезанное™ ДН; формирование узких ДН; формирование высокодобротных резонансных контуров путем включения сосредоточенных емкостных элементов к первой и второй КИ.
Технический результат достигается тем, что антенна, содержащая одинаковые первую и вторую объемные КИ цилиндрической формы, которые соединены между собой последовательно проводником МКП и разделены друг от друга МКЗ, посередине которого расположена ПЭМС, при этом первая и вторая КИ расположены симметрично относительно ПЭМС, причем проводники первой и второй ВЛП подключены к первой и второй КИ соответственно. Два одинаковых аксиально намагниченных кольцевых магнита (КМ) установлены друг к другу одноименными полюсами и разделены между собой межмагнитным зазором (ММЗ), посередине которого расположена плоскость межмагнитной связи (ПММС), симметрично которой расположены плоскости первого и второго КМ, при этом без гальванического контакта первая КИ установлена соосно во внутреннее кольцо первого КМ, а вторая КИ установлена соосно во внутреннее кольцо второго КМ, причем ПММС первого и второго КМ расположена на ПЭМС первой и второй КИ, при этом первая и вторая КИ содержит, по меньшей мере, один виток, начало отсчета номеров витков первой и второй КИ начинается от ПЭМС.
В данном техническом решении ПММС является центральной координатной плоскостью Z (продольная координата).
Установка на первую и вторую КИ введенных первого и второго одинаковых КМ, расположенных друг к другу одноименными полюсами и разделенные между собой ММЗ, а МКП первой и второй КИ расположена в области ММЗ. За счет свойств магнитной индукции аксиально намагниченных КМ и установленных одноименными полюсами друг к другу в ПММС обеспечивается значительное увеличение вектора магнитной индукции динамики вращательного движения электрических зарядов по отношению к динамике поступательной составляющей электрических зарядов (электронов) и сведение ее практически к нулю, что приведет к формированию только пространственных магнитных волн Hz вектора электромагнитного поля, а это обеспечивает значительное увеличение чувствительности и коэффициента усиления антенны, а также уменьшение неравномерности ДН. Например: ([Электронный ресурс].- Режим доступа: https://eco21x.wordpress.com/2010/03/24/article33/), ([Электронный ресурс].- Режим доступа: nanoworld.org.ru/data/20041130/20051128/).
.........
Расположение витков первой и второй КИ на плоскостях, перпендикулярных продольной оси КИ, устраняет условия возбуждения второго магнитного поля, которое в данном техническом решении является паразитным. Это позволяет формировать равномерное распределение магнитного поля в области ММЗ, что значительно увеличивает уровень формирования вектора магнитной индукции динамики вращательного движения электрических зарядов (электронов) и сведение практически к нулю динамики поступательной составляющей электрических зарядов (электронов) и формирование только пространственных магнитных волн Hz вектора электромагнитного поля. В результате достигается значительное увеличение чувствительности, увеличение коэффициента усиления антенны и уменьшение изрезанности ДН; формирование узких ДН; формирование высокодобротных резонансных контуров путем включения сосредоточенных емкостных элементов к первой и второй КИ.
Расположение плоскостей КМ, относительно друг друга, может быть выполнено в двух вариантах.
Антенна может быть выполнена с расположением плоскости первого и плоскости второго КМ параллельно между собой и параллельно ПММС, при этом первая и вторая КИ расположены соосно на продольной оси антенны, а проводник МКП расположен на продольной оси КИ.
Антенна может быть выполнена с расположением плоскости первого и второго КМ на двух полуплоскостях двугранного угла соответственно, причем полуплоскости, образующие двугранный угол, выходят из одной образующей прямой, расположенной на ПЭМС, которая делит линейный угол Ч' двугранного угла пополам, при этом проводник МКП расположен на прямой, перпендикулярной ПЭМС, и проходящей через точки пересечения продольной оси первой КИ и второй КИ с плоскостью первого КМ и плоскостью второго КМ со стороны ПЭМС соответственно.
При параллельном расположении аксиально намагниченных КМ в области ММЗ формируется однородное магнитное поле. При расположении КМ на полуплоскостях двугранного угла то в области ММЗ формируется неоднородное магнитное поле. Например: ([Электронный ресурс].- Режим доступа: pandia.ru/text/78/612/61232.php); ([Электронный ресурс].- Режим доступа: https://eco21x.wordpress.com/2010/03/24/article33/)
Первый и второй КМ могут быть выполнены на основе аксиально намагниченных постоянных магнитов, а также электромагнитов.
Первый и второй КМ могут быть выполнены в виде электромагнитов, кольцевое тело которого выполнено из магнитомягкого сплава, например из сплава «АРМКО ». На первое и второе кольцевое тело первого и второго электромагнита установлены диэлектрические каркасы с первой и второй катушками соответственно, которые подключены к источнику напряжения.
Катушка первого и второго кольцевых электромагнитов могут быть подключены: - к одному источнику постоянного напряжения; - к разным источникам постоянного напряжения. Режим двух разных источников постоянного напряжения позволяет смещать ПММС в сторону одного или другого КМ, а также возможность формирования двух режимов работы первого и второго КМ: подключение одноименными полюсами и подключение разноименными полюсами. Например: ([Электронный ресурс].-Режим доступа: pandia.ru/text/78/612/61232.php).
Катушка первого и второго кольцевых электромагнитов могут быть подключены к источнику импульсного напряжения. Например, источник импульсного напряжения может быть выполнен на основе триггера или блокинг-генератора.
Синфазное соединение первой и второй КИ в антенне может быть выполнено МКП двумя вариантами: - первая и вторая КИ выполнены одинакового направления намотки витков правой или левой соответственно, при этом начало первого витка первой КИ соединено проводником МКП с началом первого витка второй КИ, а конец последнего витка первой КИ и конец последнего витка второй КИ подключены к первому и второму проводникам ВЛП соответственно; - первая КИ выполнена правого или левого направления намотки витков, при этом вторая КИ выполнена левого или правого направления намотки витков соответственно, причем конец последнего витка первой КИ соединен проводником МКП с концом последнего витка второй КИ, а начало первого витка первой КИ и начало первого витка второй КИ подключены к первому и второму проводникам ВЛП соответственно.
Синфазное соединение первой и второй КИ в области МКЗ, например первый вариант, когда направление намотки витков первой КИ является продолжением направления намотки витков второй КИ, то такое включение эквивалентно одной КИ одного направления намотки. Второй вариант также эквивалентен одной КИ, но с разным направлением намотки витков первой и второй КИ.
При прохождении высокочастотного сигнала через КИ будет меняться структура магнитного поля между первым и вторым аксиально намагниченных КМ в области ММЗ относительно ПММС, что приведет к изменению (колебанию) с частотой высокочастотного сигнала положения центральных магнитных линий Hz вектора в области ММЗ относительно ПММС в секторе углов 360°. За пределами КМ центральные магнитные линии Hz вектора расходятся секторно относительно Hz направления координат, образуя угол колебания потока магнитных силовых линий в пространстве за пределами КМ, вершина центрального угла сектора расположена на ПММС. Величина центрального угла сектора определяет ширину ДН антенны в вертикальной плоскости с изотропной ДН в горизонтальной плоскости расположения центральных магнитных линий Hz вектора.
Синфазное соединение первой и второй КИ в антенне может быть выполнено МКП двумя вариантами: - первая КИ выполнена правого или левого направления намотки витков, при этом вторая КИ выполнена левого или правого направления намотки витков соответственно, причем начало первого витка первой КИ соединено проводником МКП с началом первого витка второй КИ, а конец последнего витка первой КИ и коней последнего витка второй КИ подключены к первому и второму проводникам ВЛП соответственно; - первая и вторая КИ выполнены одинакового направления намотки витков правой или левой соответственно, при этом начало первого витка первой КИ соединено проводником МКП с концом последнего витка второй КИ, а конец последнего витка первой КИ и начало первого витка второй КИ подключены к первому и второму проводникам ВЛП соответственно.
При противофазном соединении первой и второй КИ прохождение высокочастотного сигнала через первую и вторую КИ в области МКЗ на ПММС формируется «плоскость Кулона» на которой создается поле с доминирующим вращательным электрическим зарядом и не создающим линейный ток.
Аксиально намагниченные КМ, расположенные одноименными полюсами, в области ММЗ относительно ПММС обеспечивают значительное усиление поля с доминирующим вращательным электрическим зарядом.
Такое вращательное движение электронов на «плоскости Кулона» формирует только пространственные спиновое магнитные Hz вектора в секторе углов 360°. За пределами КМ центральные магнитные линии Hz вектора расходятся секторно относительно Hz направления координат, образуя угол колебания потока магнитных силовых линий в пространстве за пределами КМ, вершина центрального угла сектора расположена на ПММС. Величина центрального угла сектора определяет ширину ДН антенны в вертикальной плоскости с изотропной ДН в горизонтальной плоскости расположения центральных мандатных линий Hz вектора.
Выбор вида синфазного или противофазного соединения первой и второй КИ определяется рабочей частой антенны, количеством витков КИ, диаметром намотки, размером КМ, расположением КИ в структуре КМ, требованиям к конструктиву антенны, схемой включения в аппаратуру приема или излучения, видом подключения к антенно-фидерному тракту аппаратуры.
Антенна может быть выполнена с включением одного конденсатора в структуру первой и второй КИ синфазного и противофазного соединения в трех вариантах.
Вариант 1.
Начало первого витка первой КИ соединено проводником МКП с началом первого витка второй КИ, а конец последнего витка первой КИ и конец последнего витка второй КИ подключены к первому и второму проводникам ВЛП, причем - при синфазном соединении первая и вторая КИ выполнены одинакового направления намотки правой или левой; - при противофазном соединении первая КИ выполнена правого или левого направления намотки, при этом вторая КИ выполнена левого или правого направления намотки, соответственно.
По Варианту 1 возможны следующие включения конденсатора: 1.1. - конденсатор включен в разрыв проводника МКП; 1.2. - конденсатор включен в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП или в разрыв соединения последнего витка второй КИ с проводником второй ВЛП; 1.3. - конденсатор включен одним концом в область соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП, а другим концом в область соединения конца последнего витка второй КИ с проводником второй ВЛП.
Вариант 2.
Первая КИ выполнена правого или левого направления намотки, вторая КИ выполнена левого или правого направления намотки соответственно, при противофазном соединении конец последнего витка первой КИ соединен проводником МКП с концом последнего витка второй КИ, а начало первого витка первой КИ и начало первого витка второй КИ подключены к первому и второму проводникам ВЛП соответственно.
По Варианту 2 возможны следующие включения конденсатора: 2.1. - конденсатор включен в разрыв проводника МКП; 2.2. - конденсатор включен в разрыв соединения начала первого витка первой КИ с проводником первой ВЛП или в разрыв соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП; 2.3. - конденсатор включен одним концом в область соединения начала первого витка первой КИ с проводником первой ВЛП, а другим концом в область соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП.
Вариант 3.
Первая и вторая КИ выполнены одинакового направления намотки правой или левой соответственно, при этом начало первого витка первой КИ соединено проводником МКП с концом последнего витка второй КИ, а конец последнего витка первой КИ и начало первого витка второй КИ подключены к первому и второму проводникам ВЛП соответственно.
По Варианту 3 возможны следующие включения конденсатора: 3.1. - конденсатор включен в разрыв проводника МКП; 3.2. - конденсатор включен в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП или в разрыв соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП; 3.3 - конденсатор включен одним концом в область соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП, а другим концов в область соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП.
Антенна может быть выполнена с включением второго конденсатора в структуру первой и второй КИ синфазного и противофазного соединения с одним конденсатором в трех вариантах.
По Варианту 1 одного конденсатора: 1.1.1. - первый конденсатор включен в разрыв проводника МКП, второй конденсатор включен в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП или в разрыв соединения конца последнего витка второй КИ с проводником второй ВЛП; 1.2.2. - первый конденсатор включен в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП или в разрыв соединения последнего витка второй КИ с проводником второй ВЛП, второй конденсатор включен в разрыв соединения конца последнего витка второй КИ с проводником второй ВЛП или в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП; 1.3.3. - первый конденсатор включен одним концом в область соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП, а другим концом в область соединения конца последнего витка второй КИ с проводником второй ВЛП, второй конденсатор включен в разрыв проводника МКП.
По Варианту 2 одного конденсатора: 2.1.1. - первый конденсатор включен в разрыв проводника МКП, второй конденсатор включен в разрыв соединения начала первого витка первой КИ с проводником первой ВЛП в разрыв соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП; 2.2.2. - первый конденсатор включен в разрыв соединения начала первого витка первой КИ с проводником первой ВЛП или в разрыв соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП, второй конденсатор включен в разрыв соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП или в разрыв соединения начала первого витка первой КИ с проводником первой ВЛП; 2.3.3. - первый конденсатор включен одним концом в область соединения начала первого витка первой КИ с проводником первой ВЛП, а другим концом в область соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП, второй конденсатор включен в разрыв проводника МКП.
По Варианту 3 одного конденсатора: 3.1.1. - первый конденсатор включен в разрыв проводника МКП, второй конденсатор включен в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП или в разрыв соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП; 3.2.2. - первый конденсатор включен в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП или в разрыв соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП, второй конденсатор включен в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП или в разрыв соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП; 3.3.3 - первый конденсатор включен одним концом в область соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП, а другим концов в область соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП, второй конденсатор включен в разрыв проводника МКП.
Введение одного или двух сосредоточенных конденсаторов (как правило подстроечных) включенных в систему КИ: - последовательные включения образуют последовательные резонансные колебательные контура; - параллельные включения образуют параллельные резонансные колебательные контура.
Использование сосредоточенных конденсаторов, и, в частности, подстроечных, формирует структуру КИ с достаточно высокой добротностью, что обеспечивает высокий коэффициент усиления антенны, высокий уровень согласования, высокую частотную избирательность, возможность изменения (подстройки) резонансных характеристик, а также компенсировать технологические погрешности при производстве.
Без подключения сосредоточенных конденсаторов последовательный или параллельный резонансный контур на основе КИ формируется из сосредоточенной индуктивности КИ и на распределенных емкостях элементов конструкции, соединительных проводников и межвитковой емкостью КИ, что и определяет рабочую частоту антенны. В такой конструкции подстройка по частоте практически исключена.
Включение одного или двух конденсаторов и выбор варианта подключения конденсаторов определяется функциональным назначением, рабочей частотой антенны, схемой соединения синфазное или противофазное, количеством витков КИ - длина намотки, диаметром намотки, расположением КИ в структуре КМ, требованиям к конструктиву антенны, схемой подключения в аппаратуру приема или передачи, видом подключения к антенно-фидерному тракту аппаратуры.
Проводники КИ, как правило, применяются круглого поперечного сечения, однако иногда используются ленточные проводники.
В структуре КИ антенны проводник, по меньшей мере, одного витка одного номера намотки первой и второй КИ соответственно, может быть выполнен в виде ленточного проводника, при этом широкая сторона ленточного проводника расположена параллельно плоскости КМ.
Наиболее эффективным в данном техническом решении является выполнение первого витка намотки первой и второй КИ в виде ленточного проводника, поскольку именно первый виток определяет величину электромагнитной связи в области МКЗ.
Форма поперечного сечения проводника КИ влияет на собственную распределенную емкость проводника, межвитковую емкость и на величину собственной и взаимной индуктивности. Выбор формы поперечного сечения проводника КИ определяется электрическими характеристиками, а именно: диапазоном частот, полосой частот, уровнем согласования, коэффициентом усиления.
Намотка витков первой и второй КИ может быть выполнена в двух вариантах.
Намотка витков первой и второй КИ выполнена в форме непрерывной цилиндрической спирали, например, при сплошной или шаговой намотке.
Витки первой и второй КИ могут быть выполнены с расположением на плоскостях своего уровня, которые параллельны между собой и разделены одинаковыми разделительными межуровневыми зазорами (МУЗ), причем плоскости уровней первой и второй КИ параллельны плоскости первого и второго КМ соответственно, при этом каждый виток первой и второй КИ выполнен с размыкающим зазором, в области которого витки первой и второй КИ межуровневыми межвитковыми перемычками (ММП), выполненными из металлических проводников, последовательно соединены между собой соответственно.
Проводник каждой ММП, соединяющий соседние витки первой и второй КИ, расположенных на плоскостях своего уровня соответственно, могут быть установлены в двух вариантах: - под углом к плоскостям уровней расположения соединяемых между собой витков первой и второй КИ; - перпендикулярно плоскостям уровней расположения соединяемых между собой витков первой и второй КИ.
Проводники ММП по отношению к виткам КИ, могут располагаться по-разному в зависимости от: варианта синфазного и противофазного соединения первой и второй КИ, формы проводника КИ, расположения КИ в КМ, схемы подключения одного или д вух конденсаторов, подключения проводников ВЛП. Эти критерии определяют выбор вида установки ММП под углом или перпендикулярно к плоскостям уровней расположения витков КИ. Причем расположение проводников ММП должно быть таким, чтобы взаимодействие проводников ММП с интегральным магнитным полем КИ и КМ было минимальное.
Например, возможны следующие варианты расположения проводников ММП в конструкции КИ: - на цилиндрической поверхности, описывающей цилиндрическую форму КИ; - на продольной оси КИ; - в точке расположенной на радиусе между продольной осью и проводником витка. Установка ММП, как вариант, расположение ее со смещением - так, начиная с первой ММП, проводник каждой последующей ММП по отношению к проводнику предыдущей ММП смещается, по меньшей мере, на один диаметр проводника ММП.
В зависимости от геометрических размеров КИ, определяемых: количеством витков, диметром намотки КИ, поперечным сечением проводника, расположением витков первой и второй КИ относительно ПЭМС, величиной МКЗ и величиной ММЗ, расположением КИ внутри кольца КМ и относительно одной и другой плоскости КМ, возможны следующие варианты:
- первый виток перюй и второй КИ расположен на плоскости первого и второго КМ соответственно, для КИ расположенных в параллельных КМ или на плоскостях двугранного угла, величина МКЗ равна величине ММЗ;
- по меньшей мере один виток первой и второй КИ смещен за пределы плоскости первого и второго КМ в область МКЗ соответственно, для КИ расположенных в параллельных КМ или на плоскостях двугранного угла, величина МКЗ меньше величины ММЗ;
- по меньшей мере один виток первой и второй КИ смещен во внутрь области кольца первого и второго КМ относительно плоскости, соответственно, для КМ, расположенных параллельно, величина МКЗ больше величины ММЗ, для КМ, расположенных на плоскостях двугранного угла, величина МКЗ, равная удвоенной сумме величины смещения намотки витков первой и второй КИ в область кольца первого и второго КМ соответственно, плюс величине МКП, что в общей сложности больше величины ММЗ;
- по меньшей мере один виток первой и второй КИ, смещенный за пределы плоскости первого и второго КМ в область МКЗ соответственно, может быть выполнен с диаметром намотки больше диаметра намотки витков первой и второй КИ расположенных внутри кольца первого и второго КМ;
- по меньшей мере один последний виток первой и второй КИ может быть расположен за пределами плоскости первого и второго КМ со стороны противоположной ПММС соответственно;
- по меньшей мере один виток первой и второй КИ, расположенный за пределы плоскости первого и второго КМ со стороны противоположной ПММС, может быть выполнен с диаметром намотки больше диаметра намотки витков первой и второй КИ, расположенных внутри кольца первого и второго КМ.
Для изменения (подстройки) величины индуктивности первой и второй КИ в небольшом диапазоне в сторону уменьшения или увеличения могут использоваться два внутрикатушечных подстроечных сердечника, которые установлены соосно внутрь первой и второй КИ соответственно, с возможностью продольного перемещения, при этом максимальная глубина погружения первого и второго внутрикатушечного подстроечного сердечника в первую и вторую КИ ограничивается началом намотки первого витка первой и второй КИ в точке подключения МКП соответственно.
Длина внутрикатушечного подстроечного сердечника может быть равна или больше длины намотки КИ.
Подстроечные сердечники по типу материала подразделяются на два вида: - выполненные из ферромагнетика или карбонильного железа; - выполненные из латуни.
Использование подстроечного сердечника из ферромагнитного материала или карбонильного железа при погружении в КИ влияет на распределение магнитного поля КМ и соответственно на величину индуктивности КИ. Использование подстроечного сердечника из латуни при погружении в КИ влияет на распределение магнитного поля КМ и соответственно величину индуктивность КИ. Сердечники из ферромагнетика с различной величиной магнитной проницаемости, карбонильного железа и латуни имеют свою граничную частоту по эффективному использованию в качестве подстроечного сердечника.
Например: (Катушки с ферритовыми сердечниками. Матвеев Г.А., Хомич В.И., М.: Госэнергоиздат, 1962 г., 40 с.); ([Электронный ресурс].- Режим доступа: ferrite.ru/publica tions/serdechniki_katushek_induktivnosti); [Электронный ресурс]. - Режим доступа: stud.izhdv.ru/rir/42.htm.
Возможно комбинации использования в первой и второй КИ подстроечных сердечников из разных материалов соответственно.
Антенна может быть выполнена с использованием в системе КИ и КМ концентраторов, в качестве материала которых используется медь. Возможны два вида концентратора: внутрикатушечный концентратор и межкатушечный концентратор.
Антенна может быть выполнена с двумя одинаковыми внутрикатушечными концентраторами, выполненными в виде медного стержня или трубки, которые установлены соосно без гальванического контакта внутрь первой и второй КИ соответственно, при этом торец каждого погруженного внутрикатушечного концентратора расположен на плоскости КМ начала первого витка первой и второй КИ, соответственно, причем длина внутрикатушечного концентратора равна или больше длины катушки индуктивности.
Межкатушечный концентратор может быть выполнен в двух видах и соответственно устанавливаться в системе КИ и КМ в двух вариантах: - межкатушечный концентратор выполнен в виде трубки, длина которой меньше или равна длине МКП, при этом межкатушечный концентратор без гальванического контакта установлен между началом первого витка первой и второй КИ, внутри которого соосно расположена МКП; - планарный межкатушечный концентратор выполнен в виде плоской круглой шайбы, который установлен без гальванического контакта между первой и второй КИ на ПММС, при этом диаметр шайбы планарного межкатушечного концентратора равен или больше диаметра КИ, причем проводник МКП расположен по центру круглой шайбы.
Функция медного концентратора заключается в концентрации и усилении вращательной составляющей динамики вращательного движения электрических зарядов и уменьшение динамики поступательного движения электрических зарядов.
Антенна может быть выполнена с введением дополнительной КИ, выполненная цилиндрической формы в виде спирали, которая установлена в области МКЗ без гальванического контакта симметрично между первой и второй КИ, причем продольная ось дополнительной КИ расположена на проводнике МКП, при этом дополнительная КИ состоит из двух - первой и второй, одинаковых подкатушек индуктивности (ПКИ), каждая из которых содержит, по меньшей мере, один виток, причем первая и вторая ПКИ гальванически соединены последовательно между собой в точке, расположенной на ПММС, от которой начинается отсчет номеров витков первой и второй ПКИ, при этом первый и второй проводник дополнительных ВЛП подключен к концу последнего витка первой и второй ПКИ соответственно.
Направление намотки витков первой и второй ПКИ может быть выполнено в двух вариантах: - одинакового направления намотки витков первой и второй ПКИ (синфазное соединение); - разного направления намотки витков первой ПКИ по отношению к второй ПКИ (противофазное соединение).
Максимальный диаметр намотки витков дополнительной КИ может быть равен или больше внешнему диаметру КМ, при этом минимальный диаметр намотки определяется бесконтактным расположением дополнительной КИ относительно проводника МКП.
Первая и вторая ПКИ, образующие дополнительную КИ, могут быть выполнены с включением одного или двух конденсаторов, как правило подстроечных.
Конденсаторы дополнительной КИ могут быть включены в структуру ПКИ последовательно или параллельно: - один конденсатор может быть включен последовательно в разрыв соединения проводника первой дополнительной ВЛП с концом последнего витка первой ПКИ или в разрыв соединения проводника второй дополнительной ВЛП с концом последнего витка второй ПКИ, или два конденсатора в один и другой разрыв соединений дополнительной ВЛП с первой и второй ПКИ, в результате чего первая и вторая ПКИ будут с последовательно включенными конденсаторами; - один конденсатор может быть включен параллельно одним концом в область соединения конца последнего витка первой ПКИ с проводником первой дополнительной ВЛП, а другим концом область соединения конца последнего витка второй ПКИ с проводником второй дополнительной ВЛП; - один конденсатор может быть включен в разрыв соединения начала первого витка первой ПКИ и начала первого витка второй ПКИ на ПММС.
Антенна может быть выполнена с расположением первой и второй КИ на введенных первом и втором диэлектрических каркасах соответственно, выполненных в форме полого прямого кругового цилиндра, при этом введено направляющее диэлектрическое основание цилиндрической формы в виде трубы, в котором выполнен, по крайней мере, один продольный паз, параллельный продольной оси КИ, введены две диэлектрические шайбы, диаметром равным внутреннему диаметру направляющего диэлектрического основания, и в каждой шайбе по центру выполнено резьбовое отверстие, причем в одной шайбе выполнена резьба правого направления, в другой шайбе резьба левого направления, и введена диэлектрическая тяга в виде стержня цилиндрической формы, при этом одна часть диэлектрической тяги выполнена с резьбой правого направления, а другая часть диэлектрической тяги выполнена с резьбой левого направления, причем на резьбу правого направления диэлектрической тяги установлена диэлектрическая шайба с правым направлением резьбы, а на резьбу левого направления диэлектрической тяги установлена диэлектрическая шайба с левым направлением резьбы, и одна и другая диэлектрические шайбы установлены внутрь направляющего диэлектрического основания с возможностью перемещения вдоль продольной оси КИ, причем первый и второй диэлектрические каркасы установлены на направляющем диэлектрическом основании в области продольного паза над одной и другой диэлектрическими шайбами соответственно, и введенными диэлектрическими штифтами, проходящими через продольный паз в направляющем диэлектрическом основании, первый и второй диэлектрические каркасы КИ и одна и другая диэлектрические шайбы жестко соединены между собой соответственно, при этом введено диэлектрическое опорное основание с отверстием, диаметром равным диаметру диэлектрической тяги, через которое проходит один конец диэлектрической тяги, а направляющее диэлектрическое основание жестко устанавливается на диэлектрическое опорное основание, причем МКП в области ПЭМС выполнена в виде трамбонного коксиально-цангового соединения.
На внешней стороне первого и второго диэлектрических каркасах могут быть выполнены проточки параллельные между собой и параллельные соответствующим плоскостям уровней расположения витков первой и второй КИ, также проточки могу быть выполнены по спирали, в которых расположены витки первой и второй КИ, соответственно.
Диэлектрическое опорное основание позволяет крепить антенну на штатив или специальную подставку, а вращение механическим путем диэлектрической тяги позволяет плавно изменять величину МКЗ, что позволяет плавно изменять электрические характеристики антенны при этом все остальные конструктивные параметры остаются неизменными.
Антенна может быть выполнена с установкой первой и второй КИ на введенные первый и второй диэлектрические каркасы, которые выполнены в форме кругового сплошного стержня, соответственно.
Антенна может быть выполнена с установкой дополнительной КИ на введенный дополнительный диэлектрический каркас, выполненный в форме прямого кругового полого цилиндра.
Выполнение витков первой и второй КИ на диэлектрических каркасах и дополнительной КИ на дополнительном диэлектрическом каркасе обеспечивает жесткость конструкции КИ и фиксации положения ММП, значительно упрощается крепления КИ внутри КМ и тем самым обеспечивается высокая надежность конструкции антенны.
Антенна может быть выполнена с установкой без гальванического контакта первого и второго КМ с расположенными в них первой и второй КИ, в введенный сплошной МЭ, выполненный в форме прямого кругового цилиндра из меди, при этом продольная ось МЭ совмещена с проводником МКП, а поперечная плоскость симметрии МЭ расположена на ПММС, причем проводники ВЛП КИ через диэлектрические изоляторы, расположенные в проходных отверстиях МЭ, выходят наружу.
Медный МЭ позволяет усилить вращательную составляющую вращательного движения динамики электрических зарядов и формировать только пространственные волны Hz вектора.
Для проводников дополнительных ВЛП дополнительной КИ в МЭ выполнены дополнительные проходные отверстия с диэлектрическими изоляторами для вывода их наружу.
Антенна может быть выполнена с двумя - первым и вторым одинаковыми ферромагнитными шунтами, выполненными в виде пластины правильной геометрической формы конечной толщины, которые устанавливаются без гальванического контакта со стороны противоположной ПММС параллельно плоскости первого и второго кольцевого магнита, а геометрический центр первого и второго ферромагнитного шунта расположен на продольной оси первого и второго КМ соответственно, при этом поперечный размер ферромагнитного шунта равен или больше диаметра КМ.
Оптимальной формой пластины ферромагнитного шунта является диск или квадрат.
Ферромагнитный шунт обеспечивает замыкание магнитного поля КМ на себя с внешней стороны КМ относительно ППМС. Установка ферромагнитных шунтов позволяет формировать узкие ДН антенны. При выполнении ферромагнитных шунтов специальной формы можно формировать ДН сложной формы.
Изобретение поясняется следующими рисунками.
На фиг. 1 - изображена упрощенная конструкция антенны, состоящая из первого и второго КМ, плоскости которых расположены параллельно ПЭМС и разделены ММЗ, первую и вторую КИ, например, четырехвитковые с одинаковым направлением намотки витков первой второй КИ, которые расположены в кольце первого и второго КМ соответственно, начало первого витка первой и второй КИ синфазно соединены МКП в области МКЗ, который равен по величине ММЗ, витки первой и второй КИ расположены на плоскостях своего уровня и разделены одинаковыми МУЗ, МКП перпендикулярна плоскостям уровней расположения витков КИ, конец последнего витка первой и второй КИ подключены к проводникам первой и второй ВЛП; на фиг. 2 - схематически изображена антенна (фиг. 1), с расположением плоскости первого и второго КМ на двух полуплоскостях двугранного угла соответственно, полуплоскости образующие двугранный угол выходят из одной образующей прямой, расположенной на ПЭМС, которая делит линейный угол Ψ двугранного угла пополам, проводник МКП расположен на прямой, перпендикулярной ПЭМС, и проходит через точки пересечения продольной оси первой и второй КИ с плоскостью первого КМ и плоскостью второго КМ со стороны ПЭМС; на фиг. 3 - схематически изображена схема расположения первого и второго КМ параллельно друг другу (антенна фиг. 1) с установленными первой и второй КИ в системе МКЗ, ММЗ, ПММС, КМ относительно ПЭМС; на фиг. 4 - схематически изображена схема расположения первого и второго КМ на двух полуплоскостях двугранного угла (антенна фиг. 2) с установленными первой и второй КИ в системе МКЗ, ММЗ, ПММС, КМ относительно ПЭМС; на фиг. 5 - изображена упрощенная конструкция антенны (фиг. 1) с разным направлением намотки витков первой и второй КИ, где начало первого витка первой и второй КИ соединены МКП (противофазное соединение), конец последнего витка первой и второй КИ подключены к первому и второму проводникам ВЛП; на фиг. 6 - изображена упрощенная конструкция антенны (фиг. 1) с одинаковым направлением намотки витков первой и второй КИ, где начало первого витка первой КИ соединен МКП с концом последнего витка второй КИ (противофазное соединение), конец последнего витка первой КИ и начало первого витка второй КИ подключены к первому и второму проводникам ВЛП; на фиг. 7 - схематически изображена схема включения одного конденсатора (фиг. 1) в разрыв МКП; на фиг. 8 - схематически изображена схема включения одного конденсатора (фиг. 1) в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП; на фиг. 9 - схематически изображена схема включения одного конденсатора (фиг. 1) одним концом в область соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП, другим концом в область соединения конца последнего витка второй КИ с проводником второй ВЛП; на фиг. 10 - схематически изображена схема включения одного конденсатора (фиг. 6) в разрыв МКП; на фиг. 11 - схематически изображена схема включения одного конденсатора (фиг. 6) в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП; на фиг. 12 - схематически изображена схема включения одного конденсатора (фиг. 6) одним концом в область соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП, другим концом в область соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП; на фиг. 13 - схематически изображена схема включения второго конденсатора (фиг. 7) в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП; на фиг. 14 - схематически изображена схема включения второго конденсатора (фиг. 9) в разрыв МКП; на фиг. 15 - схематически изображена схема включения второго конденсатора (фиг. 10) в разрыв соединения конца последнего витка первой КИ с проводником первой ВЛП; на фиг. 16 - схематически изображена схема включения второго конденсатора (фиг. 11) в разрыв соединения начала первого витка второй КИ с проводником второй ВЛП; на фиг. 17 - схематически изображена схема включения второго конденсатора (фиг. 12) в разрыв МКП; на фиг. 18 - изображена упрощенная конструкция антенны (фиг. 1), выполненная с первым витком первой и второй КИ в виде ленточного проводника, широкая сторона которых расположена параллельно плоскости первого и второго КМ соответственно; на фиг. 19 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с расположением части витков первой и второй КИ за пределами плоскости первого и второго КМ в области МКЗ, при этом величина МКЗ меньше величины ММЗ; на фиг. 20 - схематически изображена антенна (фиг. 2) с расположением части витков первой и второй КИ за пределами плоскости первого и второго КМ в области МКЗ, при этом величина МКЗ меньше величины ММЗ; на фиг. 21 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с расположением части витков первой и второй КИ за пределами плоскости первого и второго КМ со стороны противоположной ПММС, при этом величина МКЗ равна величин ММЗ; на фиг. 22 - схематически изображена антенна (фиг. 2) с расположением части витков перюй и второй КИ за пределами плоскости первого и второго КМ со стороны противоположной ПММС, при этом величина МКЗ равна величин ММЗ; на фиг. 23 -схематически изображена антенна (фиг. 19) с диаметром намотки витков первой и второй КИ, расположенных в области МКЗ, больше диаметра намотки витков первой и второй КИ расположенных внутри кольца первого и второго КМ; на фиг. 24 - схематически изображена антенна (фиг. 20) с диаметром намотки витков первой и второй КИ, расположенных в области МКЗ, больше диаметра намотки витков первой и второй КИ расположенных внутри кольца первого и второго КМ; на фиг. 25 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с расположением части витков первой и второй КИ со смещением во внутрь области кольца первого и второго КМ относительно ПММС, при этом величина МКЗ больше величины ММЗ; на фиг. 26 - схематически изображена антенна (фиг. 2) с расположением части витков первой и второй КИ со смещением во внутрь области кольца первого и второго КМ относительно ПММС, при этом величина МКЗ складывается из величины смещения намотки витков первой КИ и второй КИ от плоскости КМ плюс величина МКП, в сумме больше величины ММЗ; на фиг. 27 - схематически изображена антенна (фиг. 21) с расположением части витков первой и второй КИ за пределами плоскости первого и второго КМ в области МКЗ (длина намотки КИ больше высоты КМ), при этом величина МКЗ меньше величины ММЗ; на фиг. 28 - схематически изображена антенна (фиг. 22) с расположением части витков первой и второй КИ за пределами плоскости первого и второго КМ в области МКЗ (длина намотки КИ больше высоты КМ), при этом величина МКЗ меньше величины ММЗ; на фиг. 29 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с установленными соосно внутрикатушечными подстроечными сердечниками в первую и вторую КИ; на фиг. 30 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с межкатушечным концентратором в виде медной трубки, длина которой равна длине межкатушечной перемычки, при этом межкатушечный концентратор без гальванического контакта установлен между первой и второй КИ, внутри которого соосно установлена межкатушечная перемычка; на фиг. 31 - схематически изображена антенна (фиг. 24) с установленными соосно внутрикатушечными подстроечными сердечниками в первую и вторую КИ, аналогично устанавливаются внутрикатушечные концентраторы; на фиг. 32 - схематически изображена антенна (фиг. 24) с межкатушечным концентратором в виде медной трубки, длина которой равна длине межкатушечной перемычки, при этом межкатушечный концентратор без гальванического контакта установлен между первой и второй КИ, внутри которого соосно установлена межкатушечная перемычка; на фиг. 33 - схематически изображена антенна (фиг. 19) с межкатушечным концентратором, выполненным в виде пластины установленной между первой и второй КИ на ПММС; на фиг. 34 - схематически изображена антенна (фиг. 22) с межкатушечным концентратором, выполненным в виде пластины установленной между первой и второй КИ на ПММС; на фиг. 35 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с дополнительной КИ цилиндрической формы установленной без гальванического контакта на первую и вторую КИ области МКЗ, состоящую из двух одинаковых ПКИ одинакового направления намотки и соединенных последовательно между собой в точке, расположенной на ПММС; на фиг. 36 - схематически изображена антенна (фиг. 35) с включенным дополнительным конденсатором в разрыв соединения проводника первой дополнительной ВЛП с концом последнего витка первой ПКИ; на фиг. 37 - схематически изображена антенна (фиг. 35) с включенным дополнительным конденсатором одним концом в область соединения конца последнего витка первой ПКИ с первым дополнительным проводником ВЛП, а другим концом в область соединения конца последнего витка второй ПКИ с вторым дополнительным проводником ВЛП; на фиг. 38 - схематически изображена антенна (фиг. 23) с витками первой и второй КИ расположенными внутри дополнительной КИ; на фиг. 39 - схематически изображена антенна (фиг. 1) установленная симметрично в сплошном МЭ, проводники ВЛП через диэлектрические изоляторы выходят из МЭ; на фиг. 40 - схематически изображены линии магнитной индукции двух аксиально намагниченных КМ, соединенных одноименными южными полюсами S; на фиг. 41 - схематически изображены линии магнитной индукции двух аксиально намагниченных КМ, соединенных одноименными северными полюсами N; на фиг. 42 - схематически упрощенно изображена антенна фиг. 1 с расположением первой и вторая КИ на первом и втором диэлектрических каркасах, в форме полого прямого кругового цилиндра, диэлектрические каркасы установлены на направляющем диэлектрическом основании с продольными пазами, внутри направляющего диэлектрического основания установлены две диэлектрические шайбы, внешним диаметром равным внутреннему диаметру диэлектрического основания, соединенные диэлектрическими штифтами с диэлектрическими каркасами, в диэлектрических шайбах выполнены резьбовые отверстия и установлены на резьбовую диэлектрическую тягу с правой и левой резьбой, направляющее диэлектрическое основание жестко устанавливается на диэлектрическое опорное основание; на фиг. 43 - схематически упрощенно изображена антенна фиг. 1 с установленными первым и вторым одинаковыми ферромагнитными шунтами, которые установлены без гальванического контакта параллельно плоскости первого и второго КМ со стороны противоположной ПММС, геометрический центр первого и второго ферромагнитного шунта расположен на продольной оси первого и второго КМ; на фиг. 44 - схематически упрощенно изображена антенна фиг. 2 с установленными первым и вторым одинаковыми ферромагнитными шунтами, которые установлены без гальванического контакта параллельно плоскости первого и второго КМ со стороны противоположной ПММС, геометрический центр первого и второго ферромагнитного шунта расположен на продольной оси первого и второго КМ;
Антенна (фиг. 1) содержит одинаковые первую 1 и вторую 2 объемные КИ цилиндрической формы, которые соединены между собой последовательно проводником МКП 3 и разделены друг от друга МКЗ 4, посередине которого расположена ПЭМС 5, при этом первая 1 и вторая 2 КИ расположены симметрично относительно ПЭМС 5, причем проводники первой 6 и второй 7 ВЛП подключены к первой 1 и второй 2 КИ соответственно. Два одинаковых КМ 8 и 9 установлены друг к другу одноименными полюсами и разделены между собой ММЗ 10, посередине которого расположена ПММС 11, причем параллельно и симметрично ПЭМС 5 расположены плоскости 12 и 13 первого 8 и второго 9 КМ, при этом без гальванического контакта первая 1 КИ установлена соосно в внутреннее кольцо первого 8 КМ, а вторая 2 КИ установлена соосно в внутреннее кольцо второго 9 КМ, причем ПММС 11 первого 8 и второго 9 КМ расположена на ПЭМС 5 первой 1 и второй 2 КИ, при этом первая 1 и вторая 2 КИ содержит, по меньшей мере, один виток, начало отсчета номеров витков первой 1 и второй 2 КИ начинается от ПЭМС 5.
Антенна (фиг. 2) выполнена с расположением плоскости 12 и 13 первого 8 и второго 9 КМ на двух полуплоскостях 14 и 15 двугранного угла Ψ соответственно, причем полуплоскости 14 и 15 образующие двугранный угол Ψ выходят из одной образующей прямой 16, расположенной на ПЭМС 5, которая делит линейный угол Ψ двугранного угла пополам, при этом проводник МКП 3 расположен на прямой, перпендикулярной ПЭМС 5, и проходящей через точки пересечения продольной оси первой 1 и второй 2 КИ с плоскостью первого 8 КМ и плоскостью второго 9 КМ со стороны ПЭМС 5 соответственно.
На фиг. 3 - схематически изображена схема расположения первого 8 и второго 9 КМ расположенных параллельно друг другу (антенна фиг. 1) с установленными первой 1 и второй 2 КИ в системе МКЗ 4, ММЗ 10, ПММС 11, КМ относительно ПЭМС 5;
На фиг. 4 - схематически изображена схема расположения первого 8 и второго 9 КМ на двух полуплоскостях 14 и 15 двугранного угла ¥ (антенна фиг. 2) с установленными первой 1 и второй 2 КИ в системе МКЗ 4, ММЗ 10, ПММС 11, КМ относительно ПЭМС 5.
Противофазное соединение можно выполнить двумя способами, которые упрощенно схематически изображены: на фиг. 5 - антенна (фиг. 1) с разным направлением намотки витков первой 1 и второй 2 КИ, где начало 17 первого витка первой 1 КИ и начало первого витка 18 второй 2 КИ соединены МКП 3, конец последнего витка 19 первой 1 КИ и конец 20 последнего витка второй 2 КИ подключены к первому 6 и второму 7 проводникам ВЛП; на фиг. 6 - антенна (фиг. 1) с одинаковым направлением намотки витков первой 1 и второй 2 КИ, начало первого витка 17 первой 1 КИ соединены МКП 3 с концом последнего витка 20 второй 2 КИ, конец последнего витка 19 первой 1 КИ и начало первого витка 18 второй 2 КИ подключены к первому 6 и второму 7 проводникам ВЛП.
Включение одного конденсатора при синфазном соединении КИ одного направления намотки начало первого витка 17 первой 1 КИ с началом первого витка 18 второй 2 КИ можно выполнить, например, четырьмя способами, которые упрощенно схематически изображены: на фиг. 7 - включение одного конденсатора 21 (антенна фиг. 1) в разрыв МКП 3, соединяющий первую 1 и вторую 2 КИ; на фиг. 8 - включение одного конденсатора 21 (антенна фиг. 1) в разрыв соединения конца последнего витка 19 первой 1 КИ с проводником первой 6 ВЛП; на фиг. 9 - включение одного конденсатора 21 (антенна фиг. 1) одним концом в область соединения конца последнего витка 19 первой 1 КИ с проводником первой 6 ВЛП, другим концом в область соединения конца последнего витка 20 второй 2 КИ с проводником второй 7 ВЛП.
Включение одного конденсатора при противофазном соединении КИ одного направления намотки начало первого витка 17 КИ первой 1 КИ с концом последнего витка 20 второй 2 КИ можно выполнить, например, четырьмя способами, которые упрощенно схематически изображены: на фиг. 10 - включение одного конденсатора 21 (фиг. 6) в разрыв МКП 3, соединяющей первую 1 и вторую 2 КИ; на фиг. 11 - включение одного конденсатора 21 (фиг. 6) в разрыв соединения конца последнего витка 19 первой 1 КИ с проводником первой 6 ВЛП; на фиг. 12 - включение одного конденсатора 21 (фиг. 6) одним концом в область соединения конца последнего витка 19 первой 1 КИ с проводником первой 6 ВЛП, другим концом в область соединения начала первого витка 18 второй 2 КИ с проводником второй 7 ВЛП.
Включение второго конденсатора 22 при синфазном соединении КИ одного направления намотки начало первого витка 17 первой 1 КИ с началом первого витка 18 второй 2 КИ можно выполнить, например, двумя способами, которые упрощенно схематически изображены: на фиг. 13 - включение второго конденсатора 22 (фиг. 7) в разрыв соединения конца последнего витка 19 первой 1 КИ с проводником первой 6 ВЛП; на фиг. 14 - включение второго конденсатора 22 (фиг. 9) в разрыв МКП 3, соединяющей первую 1 и вторую 2 КИ.
Включение второго конденсатора 22 при противофазном соединении КИ одного направления намотки начал первого витка 17 первой 1 с концом последнего витка 20 второй 2 КИ можно выполнить, например, тремя способами, которые упрощенно схематически изображены: на фиг. 15 - включения второго конденсатора 22 (антенна фиг. 10) в разрыв соединения конца последнего витка 19 первой 1 КИ с проводником первой 6 ВЛП; на фиг. 16 - включения второго конденсатора 22 (фиг. 11) в разрыв соединения начала первого витка 18 второй 2 КИ с проводником второй 7 ВЛП; на фиг. 17 - включения второго конденсатора 22 (фиг. 12) в разрыв МКП 3, соединяющей первую 1 и вторую 2 КИ.
На фиг. 18 - изображена упрощенная конструкция антенны (фиг. 1) выполненная с первым витком первой 1 и второй 2 КИ в виде ленточного проводника 23, широкая сторона которого расположена параллельно плоскости 12 13 первого 8 и второго 9 КМ, витки первой 1 и второй 2 КИ расположены на плоскости своего уровня 24 параллельных между собой и разделенных одинаковыми разделительными межуровневыми зазорами (МУЗ) 25, плоскости уровней 24 первой 1 и второй 2 КИ параллельны плоскости 12 13 первого 8 и второго 9 КМ, каждый виток первой 1 и второй 2 КИ выполнен с размыкающим зазором 26, в области которого витки последовательно соединены межуровневыми межвитковыми перемычками (ММП) 27, которые расположены, например, перпендикулярно плоскостям уровней 24 расположения соединяемых между собой витков первой 1 и второй 2 КИ.
На фиг. 19 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с расположением части первых витков первой 1 и части первых витков второй 2 КИ за пределами плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ в области МКЗ 4, при этом величина МКЗ 4 меньше величины ММЗ 10.
На фиг. 20 - схематически изображена антенна (фиг. 2) с расположением части первых витков первой 1 и части первых витков второй 2 КИ за пределами плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ в области МКЗ 4, при этом величина МКЗ 4, равная величине МКП 3, меньше величины ММЗ 10.
На фиг. 21 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с расположением части последних витков первой 1 и части последних витков второй 2 КИ за пределами плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ со стороны противоположной ПММС 11, при этом величина МКЗ 4 равна величин ММЗ 10.
На фиг. 22 - схематически изображена антенна (фиг. 2) с расположением части последних витков первой 1 и части последних витков второй 2 КИ за пределами плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ со стороны противоположной ПММС 11, при этом величина МКЗ 4 равна величине ММЗ 10.
На фиг. 23 - схематически изображена антенна (фиг. 19) с выполнением диаметра намотки первых витков первой 1 и первых витков второй 2 КИ, расположенных в области МКЗ 4, больше диаметра намотки витков первой 1 и диаметра намотки витков второй 2 КИ, расположенных внутри кольца первого 8 КМ и внутри кольца второго 9 КМ.
На фиг. 24 - схематически изображена антенна (фиг. 20) с выполнением диаметра намотки первых витков первой 1 и первых витков второй 2 КИ, расположенных в области МКЗ 4, больше диаметра намотки витков первой 1 и диаметра намотки витков второй 2 КИ, расположенных внутри кольца первого 8 КМ и внутри кольца второго 9 КМ.
На фиг. 25 - схематически изображена антенна (фиг. 19) с расположением витков первой 1 КИ и витков второй 2 КИ со смещением ю внутрь области кольца первого 8 КМ и второго 9 КМ относительно плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ, при этом величина МКЗ 4 больше величины ММЗ 10.
На фиг. 26 - схематически изображена антенна (фиг. 20) с расположением витков первой 1 КИ и витков второй 2 КИ со смещением ю внутрь области кольца первого 8 КМ и второго 9 КМ относительно плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ, при этом величина МКЗ 4 складывается из величины смещения намотки первого витка первой 1 КИ от плоскости 12 первого 8 КМ плюс величины смещения намотки первого витка второй 2 КИ от плоскости 13 второго 9 КМ плюс величина МКП 3, что в сумме больше величины ММЗ.
На фиг. 27 - схематически изображена антенна (фиг. 21) с длиной намотки витков первой 1 КИ и намотки витков второй 2 КИ больше высоты первого 1 КМ и второго 2 КМ, при этом часть первых витков первой 1 КИ и часть первых витков второй 2 КИ расположены за пределами плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ в область МКЗ 4, а часть последних витков первой 1 КИ и часть последних витков второй 2 КИ расположены за пределами первого 8 КМ и второго 9 КМ с противоположных плоскостям 12 и 13 первого 8 и второго 9 КМ, причем величина МКЗ 4 меньше величины ММЗ 10.
На фиг. 28 - схематически изображена антенна (фиг. 22) с длиной намотки витков первой 1 КИ и намотки витков второй 2 КИ больше высоты первого 1 КМ и второго 2 КМ, при этом часть первых витков первой 1 КИ и часть первых витков второй 2 КИрасположены за пределами плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ в область МКЗ 4, а часть последних витков первой 1 КИ и часть последних витков второй 2 КИ расположены за пределами первого 8 КМ и второго 9 КМ с противоположных плоскостям 12 и 13 первого 8 и второго 9 КМ, причем величина МКЗ 4 меньше величины ММЗ 10.
На фиг. 29 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с установленными первым 28 и вторым 29 цилиндрическими внутрикатушечными подстрочными сердечниками соосно в первую 1 и вторую 2 КИ с максимальным погружением, при этом точка максимального погружения соответствует началу намотки первого витка 17 первой 1 КИ и начало намотки первого витка 18 второй 2 КИ.
На фиг. 30 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с цилиндрическим межкатушечным концентратором 30 выполненный в виде трубки, установленным без гальванического контакта между началом намотки первого витка 17 первой 1 КИ и началом намотки первого витка 18 второй 2 КИ, внутри которого соосно расположена МКПЗ.
На фиг. 31 - схематически изображена антенна (фиг. 2) с установленными первым 31 и вторым 32 цилиндрическими внутрикатушечными концентраторами соосно в первую 1 и вторую 2 КИ с максимальным погружением, при этом точка максимального погружения соответствует началу намотки первого витка 17 первой 1 КИ и начало намотки первого витка 18 второй 2 КИ.
На фиг. 32 - схематически изображена антенна (фиг. 20) с цилиндрическим межкатушечным концентратором 30 выполненный в виде трубки, установленным без гальванического контакта между началом намотки первого витка 17 первой 1 КИ и началом намотки первого витка 18 второй 2 КИ, внутри которого соосно расположена МКПЗ.
На фиг. 33 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с планарным межкатушечным концентратором 33, выполненным в виде пластины круглой формы, установленный без гальванического контакта между первой 1 и второй 2 КИ на ПММС 11 соосно с МКП 3, диаметр пластины планарного межкатушечного концентратора 33, например, равен диаметру КМ.
На фиг. 34 - схематически изображена антенна (фиг. 21) с планарным межкатушечным концентратором 33, выполненным в виде пластины круглой формы, установленный без гальванического контакта между первой 1 и второй 2 КИ на ПММС 11 соосно с МКП 3, диаметр пластины планарного межкатушечного концентратора 33, например, равен диаметру КМ.
На фиг. 35 - схематически изображена антенна (фиг. 1) с дополнительной 34 КИ, расположенной между первой 1 и второй 2 КИ, продольная ось дополнительной КИ расположена на проводнике МКП 3, дополнительная 34 КИ состоит из двух одинаковых первой 35 и второй 36 ПКИ, например, одинакового направления намотки, начало первого витка 37 первой 35 ПКИ и начало первого витка 38 второй 36 ПКИ гальванически соединены последовательно между собой в точке 39 расположенной на ПММС 11, конец последнего витка 40 первой 35 ПКИ и конец последнего витка 41 второй 36 ПКИ соединены с первым 42 и вторым 43 дополнительным проводником ВЛП.
На фиг. 36 - схематически изображена антенна (фиг. 35) с включением конденсатора 44 дополнительной 34 КИ в разрыв соединения первого дополнительного проводника 42 ВЛП с концом последнего витка 40 первой 35 ПКИ соответственно.
На фиг. 37 - схематически изображена антенна (фиг. 35) с включенным в область соединения конца последнего витка 40 первой ПКИ 35 с первым дополнительным 42 проводником ВЛП и в область соединения конца последнего витка 41 второй 36 ПКИ с вторым дополнительным проводником 43 ВЛП включен одним и другим концом межкатушечный конденсатор 45 дополнительной КИ.
На фиг. 38 - схематически изображена антенна (фиг. 35) с расположением внутри дополнительной КИ 34 части первых витков первой 1 КИ и части первых витков второй 2 КИ за пределами плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ в области МКЗ 4.
На фиг. 39 - схематически изображена антенна (фиг. 1) установленная симметрично в сплошной металлический экран 42 в форме прямого кругового цилиндра в котором установлены первый 7 и второй 8 КМ с первой 1 и второй 2 КИ, проводники первой 6 и второй 7 ВЛП через диэлектрические изоляторы 43 расположены в проходных отверстиях металлического экрана 42 выходят наружу.
На фиг. 40 - схематически изображена структура магнитных силовых линий двух аксиально намагниченных КМ, установленных друг к другу одноименными S-S (южными) полюсами.
На фиг. 41 - схематически изображена структура магнитных силовых линий двух аксиально намагниченных КМ, установленных друг к другу одноименными N-N (северными) полюсами.
На фиг. 42 - схематически упрощенно изображена антенна фиг. 1, с первым 8 и вторым 9 КМ и расположением первой 1 и второй 2 КИ на первом 44 и втором 45 диэлектрических каркасах в форме полого прямого кругового цилиндра, диэлектрические каркасы 44 и 45 установлены на направляющем диэлектрическом основании 46 с продольными пазами 47, внутри которого установлены две - первая 48 и вторая 49 диэлектрические шайбы, внешним диаметром равным внутреннему диаметру диэлектрического основания 46, соединенные диэлектрическими штифтами 50 с диэлектрическими каркасами 44 и 45 КИ, диэлектрические шайбы 48 и 49 выполнены с резьбовыми отверстиями по центру в одной шайбе 48 - правая резьба, в другой шайбе 49 - левая резьба, установленные на резьбовую диэлектрическую тягу 51 с правой и левой резьбой, направляющее диэлектрическое основание 46 жестко устанавливается на диэлектрическое опорное основание 52.
На фиг. 43 - схематически упрощенно изображена антенна фиг. 1 с первым 52 и вторым 53 одинаковыми ферромагнитными шунтами, установлены без гальванического контакта параллельно плоскости 12 первого 8 и плоскости 13 второго 9 КМ со стороны противоположной ПММС 11, геометрический центр первого 52 и второго 53 ферромагнитного шунта расположен на продольной оси первого 8 и второго 9 КМ.
На фиг. 44 - схематически упрощенно изображена антенна фиг. 2 с первым 52 и вторым 53 одинаковыми ферромагнитными шунтами, установлены без гальванического контакта параллельно плоскости 12 первого 8 и плоскости 13 второго 9 КМ со стороны противоположной ПММС 11, геометрический центр первого 52 и второго 53 ферромагнитного шунта расположен на продольной оси первого 8 и второго 9 КМ.
Антенна работает следующим образом.
Антенна любого типа при поступлении электромагнитного колебания из эфира (режим приема) или с генератора (режим излучения) работает на динамике движения электрических зарядов на элементах ее апертуры. Любой электрический заряд (электрон) всегда имеет две компоненты в динамике - поступательную и вращательную. Вектор магнитной индукции динамического электрического заряда - комплексный, т.е. состоит из двух компонент - ортогональных векторов с различными свойствами. Динамика электромагнитного поля электрических зарядов (электронов) от каждой компоненты (поступательной и вращательной) обладает полностью различными свойствами в пространстве. Например: (Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Том. 6. Электродинамика. - М.: «Мир», 1966 г., 343 с.) и (Том. 3. «Излучение Волны Кванты». - М.: «Мир», 1967 г., 338 с.); (И.Е. Иродов. Основные законы электромагнетизма. - М.: изд. «Высшая школа», 1991 г., 470 с.); (Богомолов Н.Н., Ширков Д.В. Квантовые поля. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1980, 316 с.); (В.И. Коробейников. Структура электромагнитного поля-волны динамического электрона (массы заряда), [Электронный ресурс]. - Режим доступа: (www.qrz.ru/schemes/contribute/antenns/eh/theory/pdf).
Классические антенны - это антенны поперечных волн работают на динамике поступательного движения электрических зарядов (электронов) на элементах апертуры антенны как в режиме приема, так и в режиме излучения, в то время как вращательная составляющая динамики электрических зарядов очень слабая и в данном случае является паразитной (Например: Гольдштейн Л.Д., Зеров Н.В. Электромагнитные поля и волны. - М.: «Советское радио», 1971, 471 с.); (А.Л. Драбкин, В.Л. Зузенко. Антенно-фидерные устройства. - М.: «Советское радио», 1961 г, 807 с.).
Данное техническое решение антенны, как и прототип, обеспечивает работу антенны на векторе магнитной индукции динамики вращательного движения электрических зарядов, формирующихся между первым 8 и втором 9 КМ в ПММС 11, возбуждаемых первой 1 и второй 2 КИ в МКЗ 4, что обеспечивает формирование только пространственных электромагнитных волн Hz вектора.
Такой режим работы, в данном изобретении (фиг. 1), обеспечивается конструкцией антенны, выполненной из одинаковых первой 1 и второй 2 объемных цилиндрической формы КИ, которые установлены в кольце первого 12 и второго 13 аксиально намагниченных КМ соответственно, которые установлены друг к другу одноименными полюсами, параллельно между собой и разделены ММЗ 10, посередине которого расположена ПММС 11, причем симметрично ПЭМС 5 расположены плоскости 12 и 13 первого 1 и второго 2 КМ соответственно. Первая 1 и вторая 2 КИ соединены между собой последовательно проводником МКП 3 и разделены друг от друга МКЗ 4, посередине которого расположена ПЭМС 5, симметрично ПЭМС 5 расположены первая 1 и вторая 2 КИ. ПММС 11 первого 8 и второго 9 КМ расположена на ПЭМС 5 первой 1 и второй 2 КИ. Проводники первой 6 и второй 7 ВЛП подключены к первой 1 и второй 2 КИ соответственно.
Плоскость 12 первого 8 КМ и плоскость 13 второго 9 КМ могут быть расположены на двух полуплоскостях 14 и 15 двугранного угла 16 (антенна фиг. 2).
Параллельное расположение КМ (фиг. 1) формирует однородное распределение магнитного поля в ММЗ 10 относительно ПММС 11; расположение КМ под углом (фиг. 2), когда плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ на полуплоскостях 14 и 15 двугранного угла 16 соответственно, формируют неоднородное распределение магнитного поля в ММЗ 10 относительно ПММС 11. Расположение КМ на полуплоскостях двугранного угла позволяет формировать однонаправленную форму ДН.
При прохождении высокочастотного сигнала при синфазном соединении перюй 1 и второй 2 КИ, в области МКЗ 4 меняется структура магнитного поля между первым 8 и вторым 9 КМ в области ММЗ 10 относительно ПММС 11. Это приводит к изменению с частотой колебания высокочастотного сигнала положения ПММС 11 в области ММЗ 10 центральных магнитных линий по отношению к плоскости 12 первого 8 КМ и плоскости 13 второго 9 КМ формирует, что приводит к формированию только пространственных спиновых магнитных Hz векторов электромагнитной волны в секторе углов 360°.
За пределами КМ центральные магнитные линии Hz векторов расходятся секторе углов 360°, образуя таким образом угол колебания потока магнитных силовых линий в пространстве, при этом вершина центрального угла сектора потока магнитных силовых линий расположена на ПММС 11. Величина центрального угла сектора определяет ширину ДН антенны в вертикальной плоскости с изотропной ДН в горизонтальной плоскости.
При прохождении высокочастотного сигнала при противофазном соединении первой 1 и второй 2 в области МКЗ 4 на ПММС 11 формируется «плоскость Кулона», на которой создается вектор магнитной индукции динамики вращательного движения электрических зарядов, не создающий линейный ток. Такое вращательное движение электронов на «плоскости Кулона» формирует только пространственные спиновые магнитные Hz векторы электромагнитной волны в секторе углов 360°. Расположение в аксиально намагниченных КМ КИ обеспечивает значительное усиление вращательного движения электронов на «плоскости Кулона» и концентрацию составляющих спинового магнитные Hz векторы электромагнитной волны.
Таким образом, в пространство излучается спиновое магнитное Hz вектора электромагнитное поле. Приемная антенна должна быть точно такого же типа, т.е. принимать спиновое электромагнитное поле, на классические антенны поперечных электромагнитных волн приема сигнала не будет. (Например: Л.Д. Ландау, Е.М. Лившиц. Теория поля. Т. 2. - М.: «Наука» Главная редакция физико-математической литературы. 1988 г., 374 с.), (Э.Д. Парселл. Беркелеевский курс физики. Т. 2. Перевод с англ. - М: «Наука» Главная редакция физико-математической литературы. 1971 г., 423 с.).
Z
Расположение КИ в области кольца аксиально намагниченных КМ позволяет обеспечить значительное увеличение уровня формирования вектора магнитной индукции динамики вращательного движения электрических зарядов (электронов) и сведение практически к нулю динамики поступательной составляющей электрических зарядов (электронов) и формирование только пространственных электромагнитных волн H вектора, что обеспечивает значительное увеличение чувствительности, увеличение коэффициента усиления антенны и выравнивание ДН. При параллельном расположении КМ (фиг. 1) возможно формирование узких ДН. При расположении КМ на двух полуплоскостях двугранного угла 16 (фиг. 2) возможно формирование однонаправленных Д Н, а также формировать специальные формы ДН.
1
2
1
2
1
1
2
2
Структурно антенна состоит из двух резонансных колебательных контура, каждый из которых состоит из сосредоточенной индуктивности - первая 1 КИ L и вторая 2 КИ L с добавками распределенных индуктивностей конструктивных элементов, соответственно, и распределенной емкости - первая 1 КИ С и вторая 2 КИ С соответственно, которые складываются из распределенных емкостей элементов конструкции, межвитковой емкости, причем все параметры определяются с учетом свойств КМ. В результате образуются два последовательных резонансных колебательных контура LC и LC соединенных синфазно или противофазно на ПЭМС 5. Первая 1 и вторая 2 КИ в ПЭМС 5 электромагнитно взаимосвязаны между собой, которая определяется взаимной индуктивностью М и зависит от величины МКЗ 4. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: (eelib.narod.ru/toe/Novg_2/01/09/Ct09-2.htm).
1
2
1
1
2
2
1
2
При синфазном соединении (фиг. 1) первой 1 и второй 2 КИ, установленные с минимальным МКЗ 4, взаимная индуктивность равна 2М, а общая индуктивность КИ равная L=L+L+2М. В этом случае резонансная частота антенны будет определяться контурами LC и LC. Если первая 1 и вторая 2 КИ далеко раздвинуты, что определяется величиной МКЗ 4, в этом случае 2М=0 и общая индуктивность системы КИ равна L=L+L, которая и определяет резонансную частоту.
1
2
1
2
1
1
2
2
1
2
При противофазном соединении (фиг. 5 и фиг. 6) первой 1 и второй 2 КИ, установленные с минимальным МКЗ 4, взаимная индуктивность равна 2М=L+L, а общая индуктивность КИ равная L=L+L-2М будет стремиться к 0. В этом случае резонанс перемещается в высокочастотную часть диапазона, при этом резонансная частота антенны будет определяться контурами LC и LC. В этом случае «плоскость Кулона» ПММС 11 будет ярко выражена. Если первая 1 и вторая 2 КИ далеко раздвинуты в области МКЗ 4, то 2М=0 и общая индуктивность равна L=L+L. В этом случае резонанс переместится в низкочастотную область диапазона. В этом случае «плоскость Кулона» ПММС 11 будет слабо выраженной или просто исчезнет.
1
1
2
2
В системе контуров LC и LC величина добротности Q такой антенны за счет распределенной емкости будет невысокой. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://tech.freelook.msk.ru/?gl=science&dir=other&fl=ind
В зависимости от величины МКЗ 4 первая 1 и вторая 2 КИ в ПЭМС 5 могут иметь три режима электромагнитной связи: - докритический (КИ электромагнитно не связаны); - критический (оптимальная электромагнитная связь); - закритический, которые и определяют величину взаимной индуктивности М. (Например: Немцов М.В. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 192 с.: ил.); (Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. - 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. - 488 с.; ил.); ([Электронный ресурс].- Режим доступа: eelib.narod.ru/toe/Novg_2.01/09/Ct09-2.htm).
1
2
1
1
2
2
Одним из способов повышения добротности Q системы КИ антенны является, например, подключение сосредоточенных конденсаторов (емкостей), как правило подстроечных, к индуктивностям L и L последовательно или параллельно КИ в зависимости от синфазного или противофазного соединения, образуя тем самым в зависимости от включения конденсаторов последовательные резонансные колебательные контура LC и LC или параллельные резонансные колебательные контура на сосредоточенных элементах.
Величина добротности Q образовавшихся контуров может колебаться от десятков до сотен единиц и зависит: - от величины взаимной индукции, частоты сигнала; конструкции и качества выполнения КИ; схемно-технического подключения сосредоточенной емкости; согласующе-симметрирующего устройства и антенно-фидерного тракта, способа подключения антенны к генератору или приемнику. (Например: (Э. Рэд. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. М.: - Мир, 1990, 256 с.); (А.М. Калашников, Я.В. Степук. Колебательные системы. Военное издательство министерства обороны СССР. Москва: 1972 г., 376 с.).
Возможные варианты включения одного конденсатора 21 в структуру первой 1 и второй 2 КИ схематично представлены на (фиг. 7 - фиг. 12).
Возможные варианты включения двух конденсаторов 21 и 22 в структуру первой 1 и второй 2 КИ схематично представлены на (фиг. 13 - фиг. 17).
Использование одного или двух конденсаторов и выбор схемы включения их в систему первой 1 и второй 2 КИ последовательно или параллельно определяется электрическими характеристиками, схемно-техническим и конструктивным решением нагрузки антенны.
Для уменьшения величины МКЗ 4 и увеличения концентрации магнитного поля в области ММЗ 10 между первым 8 и вторым 9 КМ, например, первые витки первой 1 и второй 2 КИ могут быть выполнены в виде ленточного проводника, широкая сторона которого параллельна плоскости 12 и 13 первого 8 и второго 9 КМ. На (фиг. 18) приведен пример (антенны фиг. 1) выполнения первого витка первой 1 и второй 2 КИ в виде ленточного проводника. Для увеличения связи КИ с магнитным полем КМ витки, расположенные в области кольца КМ, также могут быть выполнены в виде ленточного проводника.
Длина намотки первой 1 и второй 2 КИ в зависимости от диапазона частот и размеров и намагниченности КМ может быть равной, больше или меньше высоты КМ. В связи с этим, и в зависимости от величины взаимной индуктивности М, первая 1 и вторая 2 КИ могут располагаться в системе первого 8 и второго 9 КМ по отношению к МКЗ 4, ММЗ 10 и плоскостей 12 и 13 КМ в различных вариантах, примеры которых представлены на фиг. 19 - фиг. 28 для двух вариантов расположения КИ (фиг. 1 и фиг. 2) относительно друг друга.
Для устранения технологической погрешности производства, расширения технологических допусков и расширения эксплуатационных возможностей используются внутрикатушечные подстроенные сердечники, введение которых позволяет подстраивать индуктивность КИ как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.
Внутрикатушечные подстроечные сердечники (фиг. 29) первый 28 и второй 29 устанавливаются соосно в первую 1 и вторую 2 КИ. Максимальная величина погружения первого 28 и второго 29 внутрикатушечного подстроечного сердечника в первую 1 и вторую 2 КИ ограничивается плоскостью 12 первого 8 КМ и плоскостью 13 второго 9 КМ расположения начала первого витка 17 первой 1 КИ и начала первого витка 18 второй 2 КИ соответственно. Длина внутрикатушечного подстроечного сердечника может быть равна или больше длины намотки КИ.
Материалом для внутрикатушечного подстроечного сердечника являются, как правило, ферромагнетики, карбонильное железо, латунь.
Погружение внутрикатушечного подстроечного сердечника в область намотки КИ влияет на распределение магнитного поля внутри кольца КМ и соответственно на индуктивность КИ. Например: ([Электронный ресурс]. - Режим доступа: stud.izhdv.ru/rir/42.htm); (David Morgan. A handbook for EMC testing and measurement. Pulished by: Peter Peregrinus Ltd., Institution of Electrical Engineers, London, United Kingdom. 1994, 285 p.p.)
Для усиления вращательной составляющей динамики вращательного движения электрических зарядов в системе первой 1 и второй 2 КИ можно использовать медные концентраторы.
Возможны два вида выполнения и установки концентратора: - внутрикатушечный концентратор и два варианта межкатушечных концентратора.
Внутрикатушечный концентратор состоит из двух одинаковых стержней установленных соосно соответственно в первую 1 и вторую 2 КИ. Максимальная величина погружения внутрикатушечного концентратора в первую 1 и вторую 2 КИ ограничивается плоскостью 12 первого 8 КМ и плоскостью 13 второго 9 КМ расположения начала первого витка 17 первой 1 КИ и начала первого витка 18 второй 2 КИ соответственно. Длина внутрикатушечного концентратора может быть равна или больше длины намотки КИ. Установка межкатушечного концентратора аналогична установке внутрикатушечного подстроечного сердечника (фиг. 29) антенны фиг. 1. На фиг. 31 схематически изображена установка внутрикатушечного концентратора (антенны фиг. 2).
Первый вариант межкатушечного концентратора выполнен в виде трубки 30, установленной без гальванического контакта в области МКЗ 10 между началом намотки первого витка 17 первой 1 КИ и началом намотки первого витка 18 второй 2 КИ, внутри которого соосно расположена МКП 3. На фиг. 30 схематически изображена антенна фиг. 1, на фиг. 32 схематически изображена антенна фиг. 22.
Второй вариант межкатушечного концентратора выполнен в виде плоской круглой шайбы 33, установленной без гальванического контакта между первой 1 и второй 2 КИ на ПММС 11 соосно с МКП 3, диаметр шайбы планарного межкатушечного концентратора 33. На фиг. 33 схематически изображен межкатушечный концентратор антенны (фиг. 1), на фиг. 34 схематически изображен межкатушечный концентратор антенны (фиг. 21). В пластине межкатушечного концентратора 33 выполняется отверстие для проводника МКП 3 и проводников конденсаторов. Диаметр шайбы 33 межкатушечного концентратора может быть равен или больше диаметра КИ
Антенна фиг. 1 и фиг. 2 может быть выполнена с дополнительной 34 КИ. Например антенна фиг. 1 дополнительная 34 КИ (фиг. 35) расположена в области МКЗ 4 симметрично относительно первой 1 и второй 2 КИ и выполнена из двух одинаковых 35 и 36 ПКИ, последовательно соединенных в точке расположенной на ПММС 11. Продольная ось дополнительной 34 КИ совмещена с МКП 3.
Первая 35 и вторая 36 ПКИ могут быть выполнены в двух вариантах направления намотки витков: - одинакового направления намотки витков ПКИ (синфазное соединение), когда вторая 36 ПКИ является продолжением намотки первой 35 ПКИ; -разного направления намотки витков первой 35 и второй 36 ПКИ (противофазное соединение). Принцип работы дополнительной 34 КИ в режиме синфазного соединения первой 35 и второй 36 ПКИ и в режиме противофазного соединения первой 35 и второй 36 ПКИ аналогичен принципам работы в режиме синфазного соединения первой 1 и второй 2 КИ и в режиме противофазного соединения первой 1 и второй 2 КИ, описанный выше.
Таким образом антенна фиг. 1 и фиг. 2 со структурой из четырех КИ, состоящей из первой 1 и второй 2 КИ и первая 35 и вторая 36 ПКИ по видам соединения может формировать следующие режимы работы: - первая 1 и вторая 2 КИ соединены синфазно при этом возможны два варианта: а) первая 35 и вторая 36 ПКИ соединены синфазно; б) первая 35 и вторая 36 ПКИ соединены противофазно; - первая 1 и вторая 2 КИ соединены противофазно при этом возможны два варианта: а) первая 35 и вторая 36 ПКИ соединены синфазно; б) первая 35 и вторая 36 ПКИ соединены противофазно.
Z
В результате возможны четыре комбинации соединения, при этом каждая комбинация формирует свой режим работы антенны со своими электрическими характеристиками, во всех комбинациях формируются только пространственные электромагнитные волны H вектора.
Для повышения добротности дополнительной 34 КИ, как и для первой 1 и второй 2 КИ, включаются сосредоточенные (подстроечные) конденсаторы, например: - на фиг. 36 схематически изображена антенна (фиг. 35) с последовательным включением конденсатора 44 в дополнительную 34 КИ; - на фиг. 37 схематически изображена антенна (фиг. 35) с параллельным включением межкатушечного конденсатора 45 в дополнительную 34 КИ.
Соединение первой 1 и второй 2 КИ, образующих единую КИ, расположенную внутри дополнительной 34 КИ, схематически изображено на фиг. 38.
Антенна может устанавливаться в сплошном МЭ выполненном из меди. Например, расположение антенны фиг. 1 в МЭ 42, выполненном в форме прямого кругового цилиндра, схематически изображено на фиг. 39. Проводники ВЛП 6 и 7 первой 1 и второй 2 КИ через диэлектрические изоляторы 43, расположенные в проходных отверстиях металлического экрана 42 выходят наружу.
Установка антенн в медный экран, во-первых, повышает помехозащищенность от внешних электромагнитных полей, увеличивая тем самым чувствительность и коэффициент усиления антенны, а во-вторых, усиливает вращательное движение электронов на ПММС 11 пространственных спиновых магнитных Hz векторов электромагнитной волны.
Структура распределения магнитных силовых линий двух аксиально намагниченных КМ, установленных друг к другу одноименными S-S (южными) полюсами фиг. 40 и N-N (северными) полюсами фиг. 41.
Выполнение первой 1 и второй 2 КИ на полых диэлектрических каркасах 44 и 45 (фиг. 42), установленных на направляющем диэлектрическом основании 46 с продольными пазами 47, внутри которого установлены две - первая 48 и вторая 49 диэлектрические шайбы, соединенные диэлектрическими штифтами 50 с диэлектрическими каркасами 44 и 45 КИ, диэлектрические шайбы 48 и 49 выполнены с внутренними резьбовыми отверстиями по центру в первой шайбе 48 - правая резьба, в второй шайбе 49 - левая резьба, установленные на резьбовую диэлектрическую тягу 51 с правой и левой резьбой, направляющее диэлектрическое основание 46 жестко устанавливается на диэлектрическое опорное основание 52. Данная конструкция реализуется для параллельного расположения КМ (фиг. 1).
Вращением диэлектрической тяги 51 по часовой или против часовой стрелки можно диэлектрические каркасы 44 и 45 первой 1 и второй 2 КИ сдвигать или раздвигать, в чего результате изменяется величина МКЗ 3 и, тем самым, обеспечивается регулировка электрических характеристик антенны. Использование диэлектрического опорного основания 52 позволяет устанавливать антенну на штативе.
Расположение КИ на диэлектрических каркасах позволяет обеспечить жесткость конструкции, простоту изготовления, повысить эксплуатационная надежность антенны.
Установка двух одинаковых 52 и 53 ферромагнитных шунтов без гальванического контакта параллельно плоскости 12 первого 8 и плоскости 13 второго 9 КМ со стороны противоположной ПММС 11, геометрический центр первого 52 и второго 53 ферромагнитного шунта расположен на продольной оси первого 8 и второго 9 КМ фиг. 43 (КМ расположены параллельно - антенна фиг. 10) и фиг. 44 (КМ расположены на полуплоскостях двугранного угла - антенна фиг. 2) обеспечивает замыкание магнитного поля КМ на ферромагнитный шунт со стороны их расположения. Установка ферромагнитных шунтов позволяет формировать узкие ДН антенны. При выполнении ферромагнитных шунтов специальной формы можно формировать ДН сложной формы.