Логопериодическая антенна

ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКАЯ АНТЕННА
Настоящая полезная модель относится к радиотехнической промышленности, точнее - к приёмно-передающей антенной технике , а более конкретно - к логопериодической антенну, предназначенной для приёма информационных сигналов в системах радиосвязи и телевидения.
Известна логопериодическая комбинированная антенна ( RU, 2157582 ), содержащая два антенных нолуполотна, предназначенных для приёма сигналов дециметрового диапазона и образованных рядами вибраторов, закреплённых на несущих трубчатых элементах. Несущие трубчатые элементы соединены короткозамыкающей перемычкой. Внутри одного из несущих трубчатых элементов размещён кабель передачи сигнала , имеющий центральную жилу и внещний проводник и предназначенный для передачи сигнала на приёмник сигнала. Логопериодическая антенна включает также усилитель сигнала, установленный на одном из несущих трубчатых элементов и подключённый к последнему с помощью винтов, а к кабелю передачи сигнала - с помощью сварки. Усилитель выполнен в виде платы , например, из фольгированного текстолита с установленными на ней входными и выходными элементами и контактными площадками.
Однако эта известная логопериодчическая антенна в процессе приёма сигнала подвержена воздействию множества внещних факторов, например, дождя, снега, оседанию инея или механических повреждений из-за ветра или когтей кошек и птиц, что вызывает появление помех, наводимых на усилитель и воздейтвующих на входные и выходные элементы усилителя, что ухудщает его эксплуатационные характеристики.
В основу настоящей полезной модели положена задача создания логопериодической антенны, конструкция которой позволяла бы снизить уровень помех, наводимых на усилитель.
Поставленная задача решается тем, что в логопериодической антенне, содержащей два антенных полуполотна, образованных рядами вибраторов, закреплённых на несущих трубчатых элементах с короткозамыкающей перемычкой и с размещённым в первом несущем трубчатом элементе кабелем передачи сигнала
на приёмник сигнала , и усилитель сигнала , подключённый к антенным полуполотнам и к кабелю передачи сигнала и представляющий собой плату с входными и выходными элементами и контактными площадками, при этом кабель передачи сигнала имеет центральную жилу и внешний проводник, согласно настоящей полезной модели, плата установлена в первом несущем трубчатом элементе с противоположной стороны от короткозамыкающей перемычки в непосредственной близости от приёмного участка кабеля передачи сигнала и имеет четыре контактные площадки , первая из которых подключена ко второму несущему трубчатому элементу, вторая контактная площадка подключена к центральной жиле кабеля для передачи усиленного сигнала на приёмник сигнала и подачи напряжения питания на плату, третья контактная площадка подключена к внешнему проводнику кабеля, а четвёртая контактная площадка подключена к первому несущему трубчатому элементу.
Целесообразно, чтобы в стенках одного из несущих трубчатых элементов были выполнены расположенные друг напротив друга прорези, длина «А каждой из которых равнялась длине «а платы , а ширина «В прорези по меньшей мере была равна толщине «Ь платы, ширина «с которой была равна ширине «С этого несущего трубчатого элемента, измеренной по его внешней поверхности.
Допустимо, чтобы в стенках одного из несущих трубчатых элементов были выполнены с противоположных сторон равные между собой прорези, у каждой из которых длина «А выбрана из соотношения О,За  А 0,7а, где  длина платы, ширина «В прорези по меньшей мере равна толщине «Ь платы, имеющей расположенные на противоположных сторонах уступы, зеркально симметричные относительно продольной оси платы , и формирующие усечённый участок платы, ширина «с которого равна ширине «С несущего трубчатого элемента , измеренной по его внутренней поверхности , при этом ширина «с выступающего участка платы равна ширине «С несущего трубчатого элемента , измеренной по его внешней поверхности, и длина «а этого выступающего участка платы равна длине «А сквозной прорези.
Разумно, чтобы каждый из несущих трубчатых элементов имел в поперечном сечении форму прямоугольника, а плата была размещена на внутренней поверхности
одной из граней несущего трубчатого элемента с возможностью электрического контакта по всей площади четвёртой контактной площадки.
Ещё более целесообразно, чтобы каждый из несущих трубчатых элементов был выполнен в виде трубы, имеющей диаметр «D, величина которого, измеренная по внутренней поверхности , имела значение, по меньшей мере равное ширине «с платы.
Вполне допустимо, чтобы при выполнении несущих трубчатых элементов в виде труб, в стенках одного из несущих трубчатых элементов были бы выполнены с противоположных сторон равные между собой прорези, у каждой из которых длина «А выбрана из соотношения 0, 0,7а, где «а - длина платы, щирина «В по меньшей мере равна толщине «Ь платы, имеющей расположенные на противоположных сторонах уступы, зеркально симметричные относительно продольной оси платы, и формирующие усечённый участок платы, ширина «с которого равна диаметру «D несущего трубчатого элемента , измеренному по его внутренней поверхности, при этом щирина «с выступающего участка платы равна диаметру «D несущего трубчатого элемента, измеренному по его внещней поверхности, а длина «а этого выступающего участка платы равна длине «А прорези.
Для лучщего понимания изобретения ниже приведены конкретные примеры его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены:
Фиг. 1 - логопериодическая антенна с усилителем в виде платы, установленной в первом несущем трубчатом элементе, согласно предлагаемой полезной модели, общий вид, изометрия, частичный разрез;
Фиг.2- начальный участок несущих трубчатых элементов логопериодической антенны, которые имеют в поперечном сечении форму прямоугольника, а плата размещена в первом несущем трубчатом элементе, согласно предлагаемой полезной модели;
Фиг.З- в разобранном виде начальный участок несущих трубчатых элементов, первый из которых имеет прорези для установки платы , имеющей прямоугольную форму, изометрия, частичный разрез;
Фиг.4 - в разобранном виде начальный участок несущих трубчатых элементов с платой прямоугольной формы , имеющей уступы, изометрия, частичный разрез;
Фиг.5 - начальный участок несущих трубчатых элементов с установленной в одном из них платой, имеющей уступ, изометрия, частичный разрез;
Фиг.б- начальный участок несущих трубчатых элементов в форме трубы с платой, имееющей уступ, изометрия, частичный разрез;
Фиг.7- фрагмент «S фиг.1, представляющий начальный участок несущих элементов.
Предлагаемая полезная модель представляет собой логопериодическую антенну, предназначенную для приёма сигнала, например, телевизионного сигнала дециметрового диапазона, варианты которой представлены на фиг 1-7. Логопериодическая антенна содержит ряд вибраторов L - 1  (фиг. 1) и 2 (9  виде стальных стержней, образующих два антенные полуполотна 3, 4, параллельные друг другу, и расположенные одно выше другого на расстоянии 6 мм. Вибраторы  1 и 2/ -2.Q в антенных полуполотнах 3,4 попарно идентичны и выполнены так, как описано в известной книге Л.М. Капчинского «Конструирование и изготовление телевизионных антенн  (1995, М., изд. Радиосвязь, стр. 77) или в патенте N 2157582, RU.
Вибраторы 1 -1, , 2/ -2ул закреплены, например, посредством сварки на двух несущих трубчатых элементах 5,6, на которых установлена короткозамыкающая перемычка 7 со скобой, предназначенная для улучшения коэффициента бегущей волны (КБВ), а также для монтажа антенны на мачте ( на фиг.1 не показана). Крепление вибраторов -1 и 2/-2 .о сваркой осуществляется по всей площади касания. В варианте , представленом на фиг.1, трубчатые несущие элементы 5,6 выполнены с прямоугольным поперечным сечение , например из стали, при этом сварка вибраторов 1. - 1.. осуществляется на верхней грани несущего трубчатого элемента 5, а сварка вибраторов 2 , проводится снаружи со стороны нижней грани несущего трубчатого элемента 6 ( термины «верхний и «нижний верны только для изображения на фиг.1). На фрагменте «S (фиг.7) , представляющем собой начальный участок несущих трубчатых элементов 5,6 в увеличенном масштабе, видно, что в первом несущем трубчатом элементе 5 размещён кабель 8 передачи сигнала, в данном случае- телевизионного сигнала дециметрового диапазона. Кабель 8 имеет центральную жилу 9 , выполненную, например, из меди и проложенную внутри изолятора 10 , и внешний проводник 11
из проводящего материала , накрученный на изолятор 10 и имеющий два отвода 12. Внещний проводник 11 охвачен снаружи трубчатым изолятором. Кабель 8 предназначен для передачи усиленного сигнала на приёмник сигнала через сепаратор 12 (фиг.1), осуществляющий разделение сигнала дециметрового диапазона от сигнала питания, поступающего от источника питания (на фиг. 1-7 не показано) Сепаратор 12 выполнен подобно варианту, описанному в патенте N 2157582.
Логопериодическая антеннасодержит также усилитель сигнала,
представляющий собой плату 13 (фиг.7) с расположенными на ней входными и выходными элементнами, выполненную в соответствии с известными в радиотехнике вариантами схем усилителей (на фиг.1 - обозначение  см., например, Нестеренко И.И. и др., «Выбери антенну сам, Запорожье, изд. «Разбудова ,1998, стр.72 ). Плата 13 установлена в первом несущем трубчатом элементе 5 с противоположной стороны от короткозамыкающей перемычки 7 (фиг.1) и в непосредственной близости от кабеля 8 передачи сигнала. Плата 13 (фиг.7) имеет контактные площадки из проводящего материала для осуществления передачи сигнала к телевизионному приёмнику и подачи напряжения питания. В рассматриваемом варианте первая контактная площадка 14 подключена посредством отрезка 15 проводника к внутренней поверхности верхней грани второго несущего трубчатого элемента..6 для осуществления приёмасигнала,
поступающего на логопериодическую антенну от телевизионной передающей станции. Вторая контактная площадка 16 платы 13 подключена к центральной жиле 9 кабеля 8 для подачи напряжения питания на плату 13 и для подачи усиленного сигнала на телевизионный приёмник (на фиг. 1-7 не показано).Третья контактная площадка 17, в виде рамки из тонкой фольги, идущей по периметру платы 13, подключена к внещнему проводнику 11 кабеля 8 посредством отводов 12 , а четвёртая контактная площадка 18, находящаяся полностью на нижней поверхности платы 13, подключена к первому несущему трубчатому элементу 5 для приёма сигнала, выполненному, в данном случае, из стали. Таким образом, плата 13 размещена на внутренней поверхности одной из граней несущего трубчатого элемента 5 с прямоугольным поперечным сечением с возможностью электрического контакта по всей площади четвёртой контактной площадки 18.
На фиг.1 видно, что начальные участки несущих трубчатых элементов 5,6 размещены внутри защитного колпачка 19 из пластмассы, предохраняющего плату 13 от попадания пыли и осадков. Колпачок 19 устанавливается на несущих трубчатых элементах 5,6 с помощью держателя 20 из пластмассы, плотно зафиксированного на начальных участках несущих трубчатых элементов 5,6.
На фиг.2 , представлены два несущих трубчатых элемента 5,6, имеющих прямоугольное поперечное сечение ( изометрия, частичный разрез). Изображение, для лучшего восприятия, представлено в укрупнённом масштабе на начальном участке несущих трубчатых элементов 5,6 , то есть в непосредственной близости от платы 13 и приёмного участка кабеля 8. Для лучшего восприятия на фиг. 2 исключён держатель 20 (фиг.1) защитного колпачка 19. На фиг. 2 отчётливо видно подсоединение контактных площадок 14,16,17,18 ,соответственно, к внутренней поверхности второго трубчатого элемента , к центральной жиле 9 кабеля 8 для подачи усиленного сигнала на приёмник сигнала, к внешнему проводнику 11 кабеля 8 и к внутренней поверхности первого несущего трубчатого элемента 5. Заметим, что первый несущий трубчатый элемент 5 выполнен из меди или латуни, или из стали, что позволяет пропаивать центральную жилу 9 кабеля 8 целиком по всей длине её выступающего участка.
На фиг.З представлены несущие трубчатые элементы 5,6 на начальном участке ( для облегчения понимания изображение элементов представлено по отдельности). В представленном варианте в стенках первого трубчатого элемента 5 имеются расположенные друг напротив друга прорези 21 (прорезь во второй стенке скрыта за кабелем 8), длина «А каждой из прорезей 21 равна длине «а платы 13, а ширина «В каждой из прорезей 21 по меньшей мере равна толщине «Ь платы 13. Ширина «с платы 13 равна ширине «С первого несущего трубчатого элемента 5, измеренной по его внешней поверхности.
Описанное выполнение платы 13, т.е усилителя, позволяет плотно установить плату 13 в прорезях 21, чем достигается надёжность фиксации положения платы 13 внутри первого несущего трубчатого элемента 5. Отметим, что первый несущий трубчатый элемент 5 выполнен из меди или латуни, или из стали, что позволяет осуществить экранирование платы 13, а при установке платы 13 в прорези 21 даёт возможность пропаивать прорези 21 по всей длине, что гарантирует надёжность
электрического контакта и надёжность фиксации платы 13 ,что также способствует снижению наведённых помех.
На фиг4 представлены два несущих трубчатых элемента 5, 6 с прямоугольным поперечным сечением также в укрупнённом масштабе (изометрия, частичный разрез). Для лучшего понимания элементы логопериодической антенны на начальном участке представлены по отдельности: плата 13, отрезок проводника 15, кабель 8 передачи сигнала и несущие трубчатые элементы 5,6. В данном варианте выполнения плата 13 имеет расположенные на противоположных сторонах уступы 22, зеркально симметричные относительно продольной оси «f платы 13. В стенках первого трубчатого элемента 5 имеются с противоположных сторон, равные между собой прорези 21. Длина «А каждой из прорезей 21 выбрана из соотношения 0,3а  А  0,7а, а ширина «В каждой из прорезей по меньшей мере равна толщине «Ь платы 13. Уступы 22 формируют усечённый участок 23 платы 13, ширина « с  которого равна ширине «С первого несущего трубчатого элемента 5, измеренной по его внутренней поверхности, ширина «с выступающего участка 24 платы 13 равна ширине «С первого несущего трубчатого элемента 5, измеренной по его внешней поверхности, при этом длина «а этого выступаюшего участка 24 платы 13 равна длине «А прорези 21.
Подобное выполнение также позволяет прочно фиксировать плату 13 в прорезях 21, а выполнение первого несущего трубчатого элемента 5 из меди, латуни или стали позволяет пропаивать прорези 21 вместе с установленной в них платой 13 полностью на всю длину «А прорези 21 и длину «а выступающего участка 24, чем обеспечивается надёжный электрический контакт, способствующий снижению наводимых на усилитель помех.
На фиг.5 представлен начальный участок несущих трубчатых элементов 5,6 в собранносм виде. Здесь , как и на фиг.4, плата 13 выполнена с усечённым участком 23, а выступающий участок 24 точно установлен в прорезях 21, что позволяет , как уже отмечалось выше для примера на фиг.4, проводить пайку по всей длине каждой прорези 21 вместе с выступающим участком 24 платы 13.
На фиг. 6 представлен вариант выполнения несущих трубчатых элементов 5,6 в форме труб, каждая из которых имеет на противоположных сторонах прорези 21 для
установки платы 13, в которой на противоположных сторонах выполнены уступы 22, зеркально симметричные относительно продольной оси «f платы 13 и формирующие усечёный участок 23, который устанавливается внутри несущего трубчатого элемента 5. Выступающий участок 24 устанавливается в прорези 21, щирина выступающего участка 24 платы 13, равна диаметру «D несущего трубчатого элемента 5, измеренному по его внещней поверхности, а щирина «с усечённого участка 23 платы 13 равна диаметру несущего D трубчатого элемента, измеренному по его внутренней поверхности. Длина «а выступающего участка 24 платы 13 равна длине «А прорези 21, выбранной из соотношения 0,,7а, где «а -длина всей платы 13, включая размеры участков 23 и 24. Ширина каждой прорези 21 равна толщине «Ь выступающего участка 24 платы 13.
Заметим, что каждый из несущих трубчатых элементов 5,6 может быть выполнен в виде трубы без прорезей 21 (фиг.6), при этом диаметр трубы 5, измеренный по внутренней поверхности, имеет значение, по меньщей мере равное ширине платы 13 ( на фиг.6 - это ширина «с усеченного участка 23),
Предлагаемое выполнение логопериодической антенны, имеющей плату 13, расположеннуюй внутри первого несущего трубчатого элемента 5, и соединённый с кабелем 8 передачи сигнала, и вибраторы  -2 у (;, формирующие антенные полуполотна 3,4 для приёма сигнала дециметрового диапазона , может осуществлятся и в логопериодических комбинированных антеннах, работающих в режиме приёма сигналов в диапазоне дециметровых и метровых каналов (см. патент RU,N 2157582).
Сборка предложенной логопериодической антенны осуществляется следующим способом. В первую очередь производят лужение торца и прорезей 21 ( фиг. 3) несущего трубчатого элемента 5, (если прорези 21 имеются), и лужение внутренней торцевой поверхности начального участка второго несущего трубчатого элемента 6. Затем проводят пайку центральной жилы 9 и отводов 12 внешнего проводника 11 кабеля 8 на плате 13 соответственно к контактным площадкам 16,17, причем кабель 8 и плата 13 находятся снаружи несущего трубчатого элемента 5 , как на фиг. 3 и 4.
После пайки кабеля 8 его протягивают за конечный участок 8 сквозь весь несущий трубчатый элемент 5 с таким расчётом, чтобы плата 13 располагалась вблизи торцев несущего трубчатого элемента 5 перед вибраторами м 2( фиг. 2).
В случае выполнения несущего трубчатого элемента 5 с прорезями 21 протягивание кабеля 8 проводят так, чтобы установить плату 13 точно в прорези 21. После установки платы 13 в прорези 21 проводят пайку всего периметра прорезей 21, а затем соединяют пайкой внутреннюю поверхность верхней грани второго несущего трубчатого элемента 6 вблизи его торца с первой контактной площадкой 14 платы 13 посредством отрезка 15 проводника.
Таким образом достигается необходимый электрический контакт платы 13, кабеля 8 и несущих трубчатых элементов 5,6 и исключается возможность возникновения коррозии и механических повреждений
Предлагаемая логопериодическая антенна работает следующим образом. Сигнал от телевизионной станции поступает на антенные полуполотна 3,4, ориентированные в направлении телевизионной передающей антенны и сформированные вибраторами -1 ,  , соединёнными пайкой с несущими трубчатыми элементами 5, 6. Сигнал далее поступает с несущего трубчатого элемента 5 на контактную площадку 14 платы 13, расположенной внутри первого несущего трубчатого элемента 5 в непосредственной близости от кабеля 8 и подключённой к несущим трубчатым элементам 5,6 и к источнику питания посредством контактных площадок 14,16,17,18. Плата 13, выполненная по известной схеме усиления, осуществляет усиление сигнала , поступающего на входные элементы её схемы (обозначено «Сх), в соответствии с указанными паспортными техническими характеристиками. Усиленный сигнал с выходных элементов схемы «Сх платы 13 по кабелю 8 поступает через сепаратор 12 в телевизионный приёмник сигнала.
Предлагемая конструкция логопериодической антенны обеспечивает эффект экранирования усилителя, что снижает вероятность самовозбуждения соединённых в единую антенную систему усилителя, антенны и кабеля, и подавляет тем самым уровень наводимых на усилитель помех, что в свою очередь позволяет использовать усилитель с больщим коэффициентом усиления, тем самым повыщая эффективность антенной системы на значительных удалениях от передеющего телецентра.
Таким образом предложенное техническое решение позволяет полностью осуществить поставленную задачу.
Логопериодическая антенна, выполненная согласно предлагаемой полезной модели, предназначена для применения в качестве индивидуальной приёмной телевизионной антенны и может быть изготовлена на серийном стандартном оборудовании на различных предприятиях радиопромышленности.