ВИБРАТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННА

Вибраторная электрическая приемопередающая антенна (далее антенна) является приемопередающей антенной СВ (СИ-БИ) диапазона 25-30 МГц. Она может быть применена как стационарная антенна для внутренней и наружной установки, например, в системах гражданской радиосвязи, в том числе дуплексной.
В описании использованы следующие термины.
Си-Би (СВ) - сокращение от «гражданский диапазон» (англ. СВ, Citizen`s Band), принятое для обозначения безлицензионной, доступной всем гражданам радиосвязи на коротких волнах в диапазоне 27 МГц.
Коэффициент стоячей волны (КСВ, от англ. standing wave ratio, SWR) - отношение наибольшего значения амплитуды напряженности электрического или магнитного поля стоячей волны в линии передачи к наименьшему. КСВ определяется качеством согласования нагрузки антенны с линией передачи. КСВ в линии передачи не зависит от внутреннего сопротивления источника электромагнитной волны (генератора) и (в случае линейной нагрузки) от мощности генератора. Значение КСВ в однородной линии передачи без потерь постоянно по всей длине линии передачи и не зависит от ее длины. КСВ влияет на: КПД системы «линия передачи - нагрузка»; максимальное значение передаваемой по линии мощности и режим работы генератора.
Известна вибраторная электрическая приемопередающая антенна «АНТЭЛ СВ-1», используемая на ларьках, павильонах, остановочных комплексах и т.п. (см. http://oko-ek.ru/Files/View/13). Она является приемопередающей антенной диапазона персональной связи «СВ», воспринимающей или возбуждающей электрическую составляющую электромагнитного поля. Эта антенна выполнена в виде проволочной спирали, часть которой представляет собой полуволновой вибратор, а другая часть - укороченный подстроечным конденсатором высокодобротный спиральный резонатор. Резонатор помещен в крепление в виде металлического стакана с высокочастотным разъемом в основании и служит в качестве согласующего устройства. Согласующее устройство обеспечивает возбуждение вибратора и оптимальное согласование антенны. Электрическая часть антенны зафиксирована в неразборном корпусе. Корпус выполнен в виде трубы из полистирола, сверху герметизированной пластиковой заглушкой. Антенна подходит для монтажа на любых мачтах, стенах, балконах и пр. Настраивают антенну на минимум КСВ вручную, путем изменения емкости подстроечного конденсатора. Однако данная антенна имеет существенный недостаток, заключающийся в низком качестве приема сигнала, который объясняется тем что, согласующее устройство в виде укороченного подстроечным конденсатором спирального резонатора не позволяет производить более точную настройку антенны в резонанс. Кроме того, поскольку подстроечный конденсатор выведен наружу - отверстие для доступа к нему герметизировано. Поэтому ремонтопригодность антенны низкая. Это сделано для того, чтобы исключить попадание в разъем, в частности, атмосферных осадков. В противном случае, возможен выход антенны из строя. Естественно, технологически герметизацию названного отверстия производят после завершения настройки антенны.
Задача, которую поставил перед собой изобретатель, заключается в создании такой вибраторной электрической приемопередающей антенны, которая позволяла бы получать более качественный сигнал. Кроме того, задачей являлось создание антенны с повышенной ремонтопригодностью.
Технический результат заключается в получении более качественного сигнала за счет повышения точности и ускорения настройки антенны в резонанс. Вместе с тем, технический результат заключается также в повышении ремонтопригодности антенны и облегчении доступа к согласующему устройству за счет выполнения его в виде П-контура, а также за счет того что корпус сконструирован с ограничителем внутри и с возможностью фиксации к основанию, а стержень смонтирован с фиксатором.
Сущность полезной модели состоит в том, что в вибраторной электрической приемопередающей антенне диапазона гражданской и персональной связи, состоящей из корпуса с герметичной заглушкой, стержня с полуволновым вибратором и согласующим устройством и основанием в виде стакана, содержащим высокочастотный разъем, соединенный с согласующим устройством отрезком коаксиального кабеля, ее согласующее устройство выполнено в виде П-контура, корпус сконструирован с ограничителем внутри и с возможностью фиксации к основанию, а стержень смонтирован с фиксатором.
Вместе с тем, сущность полезной модели состоит в том, что в вибраторной электрической приемопередающей антенне стержень с фиксатором и корпус с ограничителем выполнены с возможностью выдвижения стержня из корпуса до полного доступа к согласующему устройству.
Кроме того, сущность полезной модели состоит в том, что в вибраторной электрической приемопередающей антенне корпус зафиксирован к основанию антенны при помощи крепежных изделий.
Вместе с тем, сущность полезной модели состоит в том, что в вибраторной электрической приемопередающей антенне в качестве крепежных изделий использованы винты.
Полезная модель поясняется графически, где:
На фиг. 1 - изображена верхняя часть антенны в сборе;
На фиг. 2 - изображена нижняя часть антенны в сборе;
На фиг. 3 - электрическая схема антенны;
На фиг. 4 - основание антенны в разрезе;
На фиг. 5 - вид антенны сверху;
На фиг. 6 - ограничитель в разрезе;
На фиг. 7 - ограничитель, вид сверху;
На фиг. 8 - герметичная заглушка в разрезе;
На фиг. 9 - герметичная заглушка, вид снизу;
На фиг. 10 - фиксатор, вид слева в разрезе;
На фиг. 11 - фиксатор, вид сверху;
На фиг. 12 - согласующее устройство, вид слева;
На фиг. 13 - согласующее устройство, вид сверху.
В предпочтительном варианте исполнения, вибраторная электрическая приемопередающая антенна состоит из вибратора 1, заключенного в корпус 2. Вибратор 1 представляет собой отрезок медной проволоки длиной в половину волны и диаметром от 0,9 до 1,1 мм, намотанный спирально на стержень 3. Стержень 3 предпочтительно выполнен из отрезка трубы из ПВХ или другого диэлектрика и закреплен в основании 4 антенны. Основание 4 представляет собой стальной стакан. В поперечном верхнем сечении стальной стакан выполнен круглым или многоугольным. В верхней части основания 4 предусмотрены сквозные резьбовые отверстия 5. Высокочастотный разъем 6 предназначен для соединения антенны с передатчиком посредством кабельной линии. Стержень 3 прикреплен к основанию 4 при помощи термоклея. Высокочастотный разъем 6 зафиксирован в основании 4 гайкой и припаян к согласующему устройству 7 отрезком коаксиального кабеля 8. Корпус 2 антенны изготовлен, например, из отрезка трубы из ПВХ или другого диэлектрика, предпочтительно круглого или многоугольного диаметром от 20 до 30 мм в поперечном сечении. Выполнен со сквозными отверстиями 9 для крепления к основанию 4. Стержень 3, установлен с возможностью свободно двигаться в корпусе 2 антенны благодаря тому, что диаметр стержня меньше диаметра корпуса 2 антенны. Для ограничения выдвижения стержня 3 корпус 2 антенны выполнен с ограничителем 10 внутри. Стержень 3 выполнен с фиксатором 11, диаметр которого больше диаметра стержня 3. Ограничитель 10 установлен на уровне, при достижении которого фиксатором 11, согласующее устройство 7 полностью доступно для дальнейшей настройки. Корпус 2 антенны выполнен с герметичной заглушкой 12 для защиты от осадков сверху при наружной установке. Согласующее устройство 7, выполнено в виде П-контура и представляет собой конденсаторы 13 и 14 и катушки 15, 16 и 17 с регулируемой индуктивностью, например, с регулируемыми ферритовыми сердечниками 18, 19 и 20. Конденсаторы 13 и 14 и катушки 15, 16 и 17 припаяны к установленной на стержне 3 плате из фольгированного стеклотекстолита шириной не превышающей диаметр стержня 3. Конденсатор 13 представляет собой керамический или воздушный конденсатор. Конденсатор 14 представляет собой керамический или воздушный подстроечный конденсатор, выполненный с подстроечным винтом 21. Корпус 2 прикреплен к основанию антенны 4 с помощью винтов 22 через отверстия 5 и 9.
Работает заявляемая антенна следующим образом. К высокочастотному разъему 6 подключают антенный анализатор. В антенном анализаторе устанавливают резонансную частоту. Антенну устанавливают в месте дальнейшей эксплуатации, например, на бетонных, кирпичных, гипсолитовых, деревянных и других неметаллических стенах при помощи пластмассовых держателей или автомобильных хомутов. Возможна установка антенны на металлические мачты, стойки, опоры, стены и т.п., если активная часть антенны находится за пределами металлоконструкции. Корпус 2 антенны, отсоединяют от основания 4, выкручивая винты 22 из отверстий 5 и 9, и выдвигают стержень 3 вместе с основанием 4 из корпуса 2 до упора ограничителя 10 в фиксатор 11. Таким образом обеспечивают доступ к согласующему устройству 7. Далее включают антенный анализатор и измеряют КСВ, активную и реактивную составляющие поля. Настройку антенны в резонанс, а также на минимум КСВ и реактивной составляющей между высокочастотным разъемом 6 и согласующим устройством 7 производят посредством изменения емкости подстроечного конденсатора 14 и индуктивности катушек 15, 16 и 17. Изменение емкости подстроечного конденсатора 14 производят, например, при помощи диэлектрической отвертки, вращая подстроечный винт 21 до достижения оптимального результата. Емкость катушек индуктивности 15, 16 и 17 изменяют путем вкручивания или выкручивания ферритовых сердечников 18, 19 и 20. После настройки антенны стержень 3 корпуса 2 антенны задвигают в основание 4 до упора. Затем корпус 2 фиксируют к основанию 4, вкручивая винты 22 в отверстия 5 и 9, для защиты от попадания осадков и выхода антенны из строя. Затем антенну подключают к передатчику, соединяя с ним высокочастотный разъем 6 отрезком коаксиального кабеля. От передатчика сигнал подают на полуволновой вибратор 1 через согласующее устройство 7. При этом трансформируют электрическую составляющую поля в электромагнитную и, тем самым, возбуждают вибратор 1. Антенну настраивают таким образом, чтобы при приближении руки или из-за иного рассогласующего влияния, напряженность поля сигнала возрастала, а затем уменьшалась. В данном случае, антенна настроена не точно в резонанс, а немного в стороне от него. Но так как антенна работает в условиях, где исключено влияние рассогласующих факторов, например, когда она работает в качестве базовой стационарной антенны установленной на мачте, можно настраивать антенну по максимуму напряженности поля.
Вибраторная электрическая приемопередающая антенна предназначена прежде всего для диапазона гражданской и персональной связи.