АНТЕННА ЛОКОМОТИВНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ ГЕКТОМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ВОЛН АЛМ/2.130

Полезная модель относится к антенной технике и предназначена для работы в составе локомотивных радиостанций, имеющих приемопередатчик гектометрового диапазона волн с входным сопротивлением 50 Ом и работающих в сетях поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте. Известны транспортные антенны различных конструкций RU 2465645 C1, 27.10.2012, SU 1251320 A1, 15.08.1986, SU 1615878 A1, 23.12.1990, RU 2010109874 C2, 14.08.2008, US 20070150794 A1, 28.06.2007, общими недостатками которых являются большие габариты и сложность настройки.
Известны аналоги данного устройства. Одним из них является П-образная антенна для средств связи на железнодорожном транспорте (Тропкин С.Т. Согласование высокочастотных нагрузок в радиосетях гектометрового диапазона // Автоматика, связь, информатика, №5, 2001, с. 43.). Антенна заземлена на корпусе подвижного объекта со стороны, противоположной вводу энергии. Высота подвеса горизонтального провода над крышей подвижного состава - 0,6-0,9 м, длина - 7-9 м. Недостатками данного технического решения являются нестабильность электрических параметров антенны, обусловленная провисанием ее горизонтального провода и загрязнением изоляторов при эксплуатации, а также ее значительные габаритные размеры (крышевое оборудование различного назначения не всегда позволяет разместить антенну в оптимальном для ее работы положении).
Наиболее близким аналогом является горизонтальная антенна, описанная в Тропкин С.Т., Клыков М.В. Малогабаритная антенна гектометрового диапазона // Автоматика, связь, информатика, №10, 2006, с. 12-13. Существенным недостатком данной антенны является неудобство ее настройки. Настройка осуществляется за счет изменения геометрических размеров антенны. В среднем высота подвеса настроенной антенны над горизонтальной токопроводящей крышей, как и в случае с П-образной антенной, составляет 0,6 м, что для некоторых типов современного железнодорожного транспорта является неприемлемым (одним из основных критериев возможности установки антенн на железнодорожном транспорте является соблюдение габарита).
Технический результат предлагаемой локомотивной малогабаритной антенны заключается в уменьшении высоты установки антенны и надежной защиты излучателя как от атмосферного воздействия, так и от механических повреждений, что позволяет избежать связанных с этим нестабильностей в электрических параметрах.
Для этого предлагается антенна локомотивная малогабаритная, содержащая гальванически заземленный укороченный четвертьволновый вибратор, помещенный в диэлектрический радиопрозрачный кожух, выполненный в виде стеклопластиковой трубы и закрепленный на двух или трех опорных стойках, из которых одна жестко соединена с радиопрозрачным кожухом, и согласован с 50-омным кабелем автоматической системой согласования, при этом укороченный четвертьволновый вибратор выполнен в виде спирали, причем спираль состоит из двух частей, одна из которых расположена внутри стеклопластиковой трубы, устанавливаемой параллельно токопроводящей крыше, а другая часть спирали, намотанная проводом большего сечения для обеспечения надежного заземления антенны, помещена в одну из опорных стоек для уменьшения геометрических размеров антенны, при этом пространство между спиралью и стеклопластиковой трубой, в которую она помещена, герметизируется, а высота опорных стоек выбирается не более 0,4 м.
На Фиг. 1 представлена конструкция антенны локомотивной малогабаритной.
Антенна локомотивная малогабаритная содержит стеклопластиковую трубу 1, опорные стойки 2, другая часть спирали 3, 50-омный кабель 4, проходной изолятор 5 автоматической системой согласования 6, питающий блок 7 и соединительные провода 7 и 8.
Укороченный вибратор выполнен в виде спирали, намотанной медным проводом на стеклопластиковую трубу 1. Спираль состоит из двух частей. Одна часть спирали расположена внутри стеклопластиковой трубы 1 длиной около 3 м, устанавливаемой параллельно токопроводящей крыше. Другая часть спирали 3, намотанная проводом большего сечения для обеспечения надежного заземления антенны, помещена в одну из опорных стоек 2 для уменьшения геометрических размеров изделия. Во избежание разрушения спирали вследствие перетирания, возникающего за счет возможной вибрации антенны, пространство между спиралью и стеклопластиковой трубой, в которую она помещена, герметизируется. Горизонтальное расположение обеспечивает малую высоту антенны (высота опорных стоек - не более 0,4 м).
Жесткое расположение только одной опорной стойки 2 и возможность свободного расположения остальных предоставляет дополнительные удобства при монтаже антенны с учетом расположения крышевого оборудования на горизонтальной токопроводящей крыше. В процессе монтажа стойки перемещаются вдоль антенны для возможности выбора наиболее удобного места крепления на крыше локомотива. Контактирующие с крышей локомотива поверхности оснований опорных стоек выполнены из атмосферостойкого алюминиевого сплава, что позволяет увеличить срок службы изделия, а также обеспечить надежное заземление антенны и защиту персонала и радиооборудования при прямом контакте токоведущих частей антенны при обрыве провода высокого напряжения.
Кожух и другие конструкционные элементы антенны выполнены из радиопрозрачного стеклопластика, что обеспечивает механическую прочность. Элементы крепления антенны (опорные стойки) имеют обтекаемую форму, что обеспечивает наименьшее сопротивление набегающему потоку воздуха и возможность работы антенны при ветровой нагрузке до 120 м/с. По степени защиты оболочки антенна соответствует требованиям Кода IP66.
Для обеспечения работы антенны в полосе частот 2.130-2.150 МГц используется автоматическое согласующее устройство 6, питание которого осуществляется посредством адаптера питания коаксиального 7. В отличие от существующих аналогов антенна настраивается на каждую рабочую частоту отдельно, например, 2.130 МГц или 2.150 МГц. Данный подход возможен, так как передача данных в гектометровом диапазоне на РЖД происходит только на одной рабочей частоте. Преимуществом данного метода является то, что для каждого канала обеспечивается оптимальное согласование. При переходе с канала на канал антенна автоматически перестраивается, при этом время перестройки меньше 1 миллисекунды. Данный подход позволяет обеспечить необходимую полосу рабочих частот антенны и улучшить соотношение сигнал/шум для каждого частотного канала в отдельности.
В конструкции автоматического согласующего устройства используются высоконадежные реле, обеспечивающие долгий срок эксплуатации. Согласующее устройство позволяет настроить резонанс антенны на рабочие частоты вне зависимости от конструктивных особенностей корпуса (крыши) локомотива. Адаптер питания коаксиальный 7, обеспечивает одновременно подачу питания и высокочастотного сигнала на вход автоматического согласующего устройства.
Часть автоматического согласующего устройства 6 монтируется в опорной стойке 2 и обеспечивает его защиту от атмосферного воздействия. Расположение в опорной стойке обеспечивает минимальное расстояние до излучателя, что важно для получения максимальной эффективности.