АНТЕННА

Полезная модель относится к области радиосвязи и может быть использована в качестве антенны аппаратуры радиосвязи на подвижных объектах гражданского и военного назначения, в том числе, морских и речных судах, автотранспорте, а также на береговых объектах с ограниченной площадью таких, как маяки, полевые аэродромы.
Известна пневматическая антенна, которая содержит мачту в виде баллона из синтетического материала из прорезиненной ткани. Антенна содержит механизм сворачивания и соединена с системой подачи сжатого воздуха, причем излучатель антенны расположен на поверхности баллона, например, описанная в книге Вершкова М.В. Судовые антенны, С.-Петербург, 2008, с 133-134, рис. 3.9а, б, в, а также патент России на полезную модель №142321.
Пневматические конструкции быстро приводятся в рабочее состояние, так же быстро можно их свернуть, выпустив воздух из баллона. Для размещения такой антенны требуется небольшая площадь, т.е. их можно использовать на подвижных объектах. Применение пневматической антенны на подвижных объектах сдерживалось из-за недостаточной надежности ее работы, связанной с уязвимостью баллона от механических повреждений в процессе эксплуатации.
Более прочными являются мачты для антенны из металла. Антенны, созданные на таких мачтах, более прочные. Однако, для использования металлической мачты в качестве антенны нужно решить вопрос с изоляцией ее основания, что на подвижных объектах выполнить достаточно сложно. Поскольку антенны радиосвязи на подвижных объектах должны быстро разворачиваться как в стационарных условиях, так и при движении, они должны противостоять большим ветровым нагрузкам. Поэтому изолятор в основании антенны испытывает большие механические нагрузки. Отказ от изолятора в основании антенны позволяет значительно упростить конструкцию антенны.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой антенне является антенна верхнего питания, состоящая из заземленной полой металлической мачты и оттяжек. (см., например, А.Л. Драбкин, В.Л. Зузенко, А.Г Кислов «Антенно-фидерные устройства», «Советское радио», 1974 г. стр. 194,). Питание к антенне подводится с помощью фидера, проходящего внутри мачты и подключаемого к части проводов верхнего яруса оттяжек, прилегающих к вершине мачты (так называемая «верхняя нагрузка»). Минимальное количество оттяжек - три, расположенных, по возможности, равномерно вокруг мачты. (фиг. 3).
Такая антенна прочна за счет отсутствия изолятора в основании мачты и наличия оттяжек, которые стабильно закрепляют мачту на поверхности. Она более надежна из-за отсутствия пневматического баллона.
Недостатки такой антенны следующие. Эту антенну невозможно развернуть на подвижном объекте, поскольку требуется большая поверхность для установки оттяжек, ее невозможно установить во время движения, а время установки антенны достаточно велико.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание эффективной, прочной, надежной, мобильной антенны, которую можно оперативно развернуть на любом подвижном объекте, в том числе при движении и в условиях и наличии ветра.
Эта задача решается тем, что, как ближайший аналог, антенна содержит мачту и верхнюю нагрузку, подключенную к высокочастотному фидеру расположенному внутри мачты.
Отличие состоит в том, что мачта выполнена из телескопических полых секций, и с возможностью подсоединения ее к системе подачи сжатого воздуха, верхняя секция мачты выполнена из диэлектрического материала, по ее нижнему краю по окружности установлена верхняя нагрузка в виде металлических штырей, которые закреплены с возможностью их поворота в вертикальной плоскости вверх.
Отличие состоит также в том, что нижние секции мачты изготовлены из тонкого прочного термически обработанного дюралюминиевого сплава.
Отличие состоит также в том, что секции мачты соединены между собой пружинными замками.
Отличие состоит также в том, что антенна дополнительно содержит ворот, расположенный внизу мачты для разворачивания/сворачивания высокочастотного фидера.
На фиг. 1 изображена предлагаемая антенна в рабочем состоянии, на фиг. 2 - сечение по А-А, на фиг. 3 - антенна - ближайший аналог.
Антенна содержит полую мачту 1 и верхнюю нагрузку в виде металлических штырей 2, которые расположены вверху мачты 1. Мачта выполнена из телескопических металлических полых секций 3. Мачта 1 выполнена с возможностью подсоединения ее к системе подачи сжатого воздуха 4 с помощью разъема 5. Внутри полости мачты 1 расположен высокочастотный (ВЧ) фидер 6, к которому подключены штыри 2. ВЧ фидер 6 выполнен с возможностью подключения к передатчику с помощью разъема 7. Верхняя секция 8 мачты 1 выполнена из диэлектрического материала, например, стеклопластика, по ее нижнему краю по окружности установлена верхняя нагрузка в виде металлических штырей 2, которые закреплены с возможностью их поворота в вертикальной плоскости вверх, например, с помощью шарниров 9. Антенна может дополнительно содержать ворот 10, расположенный внизу мачты 1 для плавного разворачивания/сворачивания ВЧ фидера 6. Мачта 1 может быть выполнена, например, на основе пневматической телескопической мачты, состоящей из последовательно выдвигающихся под давлением сжатого воздуха металлических цилиндрических секций, изготовленных из тонкого прочного термически обработанного дюралюминиевого сплава. (см., например, сайт компании "Пневматика", Россия, 117246, г. Москва, Научный проезд д. 20 или сайт фирмы ООО Компания «РКТЦ»,бренд «Радиотехник», 195030 С.Петербург, ул. Химиков, 28) Высота секций 3 может составлять 1.2-1,5 м. Положение секций 3 антенны в рабочем состоянии в вертикальном положении фиксируется пружинными замками 11. Замки 11 обеспечивают также надежный электрический контакт между секциями 3. Количество штырей 2 и их длина рассчитываются исходя из прочности металла и эффективности возбуждения антенны (мачты). Например, антенна высотой 8 м. будет эффективно работать с зонтом, состоящим из шести равномерно расположенных по окружности штырей длиной 1,3-1,5 м.
Работа антенны осуществляется следующим образом.
Предварительно антенну подключают через разъем 7 к передатчику и через разъем 5 к системе подачи сжатого воздуха 4 (компрессору). При включении передатчика одновременно включается компрессор, и сжатый воздух поступает во внутреннюю полость секций 3 мачты 1. Антенна разворачивается, секции 3 выдвигаются, закрепляются пружинными замками 11. Верхняя секция 8 выдвигается вверх, и штыри 2 на шарнирах 9 откидываются в горизонтальное положение в виде зонта. Антенна готова к работе. Ворот 10 внизу мачты 1 обеспечивает плавное разворачивание и сворачивание ВЧ фидера 6 в процессе приведения антенны в рабочее состояние.
Для предлагаемой антенны, имеющей верхнюю нагрузку, не требуются изоляторы в основании мачты 1, что упрощает ее конструкцию. Антенна обладает высокой эффективностью для невысоких (относительно длины волны) мачт. Это объясняется тем, что поскольку в формировании поля антенны участвуют мачта и верхняя нагрузка - зонт из штырей 2, напряженность поля, излучаемого антенной, благодаря получаемому распределению тока в антенне, будет превышать напряженность поля антенны, питаемой в основании, при соизмеримых размерах антенн максимум до 2 раз. Кроме того, предлагаемая антенна позволяет оптимизировать решение задачи согласования антенны с питающим фидером в широком диапазоне частот.