АНТЕННА

Полезная модель относится к антенной технике, может быть использована для целей связи, а также для исследования электромагнитных полей в лабораторных и полевых условиях.
Вблизи проводящей поверхности земли, в тоннелях, шахтах существуют волны электрического типа, имеющие как поперечную, так и продольную составляющую вектора Е напряженности электрического поля (Е-волна), а поперечная ТЕМ-волна в этих условиях существует только при наличии направляющего проводника над поверхностью земли.
Известна антенна, представляющая собой зеркало с облучателем в виде диполя, рупора [А.С.Лавров, Г.Б.Резников. Антенно-фидерные устройства, М., "Сов. Радио", 1974, стр.231, рис.13.1]. Недостаткам этой антенны является большие размеры в дециметровом диапазоне и нечувствительность к продольной составляющей электрической напряженности 2E-волны.
Известна антенна, принятая за прототип, содержащая проводящее плоское зеркало и возбуждающий штырь четвертьволновой длины, причем штырь гальванически соединен с центральной жилой коаксиального кабеля, изолирован от проводящего зеркала и установлен перпендикулярно его поверхности, а оплетка коаксиального кабеля гальванически соединена с проводящим зеркалом [А.С.Лавров, Г.Б.Резников. Антенно-фидерные устройства, М., "Сов. Радио", 1974, стр.121, рис.6.1г, ДН на рис.6.4], где ДН - диаграмма направленности. Зеркало выполняет роль идеальной земли для вертикального штыря. ДН этого антенного устройства для вертикальной поляризации вектора Е напряженности электрического поля ТЕМ волны круговая в горизонтальной плоскости, а в вертикальной плоскости в полярной системе координат является двухлепестковой «восьмеркой» при больших размерах диска. Направления максимумов лепестков почти перпендикулярны к оси штыря. Антенна не чувствительна к продольной составляющей электрического вектора Е-волны, что является ее недостатком.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание антенны, которая при работе на прием позволяет измерять продольную составляющую напряженности Е электрического поля Е-волны, а в режиме излучения Е-волны имеет однолепестковую ДН в виде кардиоиды. Антенна имеет простую конструкцию, малую стоимость и удобна в эксплуатации.
Сущность изобретения как технического решения выражается в совокупности следующих признаков.
Антенна содержит проводящее зеркало и возбуждающий штырь, причем последний гальванически соединен с центральной жилой коаксиального кабеля, изолирован от проводящего зеркала и установлен перпендикулярно его поверхности, а оплетка коаксиального кабеля гальванически соединена с
проводящим зеркалом. Антенна снабжена проводящей трубкой, которая установлена соосно на возбуждающем штыре и гальванически связана с ним на его наружном конце, а между проводящим зеркалом и трубкой выполнен изолирующий зазор.
Антенна показана на фиг. 1, а ее ДН изображены на фиг.2.
Антенна содержит проводящее зеркало 1 и возбуждающий штырь 2, причем последний гальванически соединен с центральной жилой 3 коаксиального кабеля, изолирован от проводящего зеркала 1 и установлен перпендикулярно его поверхности, а оплетка 4 коаксиального кабеля гальванически соединена с проводящим зеркалом 1. Антенна снабжена проводящей трубкой 5, которая соосно установлена на возбуждающем штыре 2 и гальванически связана с ним на его наружном конце, а между проводящими зеркалом 1 и трубкой 5 выполнен изолирующий зазор.
Кроме того, длина возбуждающего штыря 2 и проводящей трубки 1 равна одной четвертой длины радиоволны на открытом воздухе.
На фиг.2 сплошной линией 6 показана ДН антенны конструкции по фиг.1 для продольной компоненты электрической напряженности Е-волны, а пунктирной линией 7 показана ДН этой же антенны для ТЕМ-волны.
Антенна на излучение работает следующим образом. Четвертьволновая проводящая трубка 5 делает ток на конце возбуждающего штыря 2 отличным от нуля, что влечет соответствующее перераспределение зарядов в коаксиальной системе штырь-трубка. Проводящее зеркало 1 создает мнимое изображение зарядов и токов возбуждающего штыря 2 с проводящей трубкой 5. Так как проводящее зеркало 1 имеет конечные размеры, то на его краях появляется электрический заряд, отстающий по фазе от заряда на конце возбуждающего штыря 2, что формирует ДН для продольной компоненты напряженности электрического поля, которая является однолепестковой в виде кардиоиды. Если проводящее зеркало 1 круглое, то ДН обладает осевой симметрией относительно возбуждающего штыря 2. Такую же ДН антенна имеет также в режиме приема. Для ТЕМ-волны ДН антенны конусообразная такая, что в любой плоскости, проходящей через центр, имеется у ДН имеет два лепестка 7, как показано на фиг.2.