Укороченная резонансная антенна

Полезная модель относится к антенной технике и может быть использована для разработки носимых укороченных антенн на рабочие частоты до 30 МГц.
Известна перестраиваемая резонансная антенна (RU 2488927 С1, 16.03.2012) для согласования с радиостанцией использует согласующий трансформатор из двух катушек. Коэффициент трансформации изменяется с использованием композитного магнитопровода, либо при изменении взаимного положения катушек друг относительно друга.
Недостатком такой антенны является использование для перестройки композитного магнитопровода, что уменьшает полосу перестройки антенны. Кроме того, элементы, выполняющие согласование антенны по реактивному и активному сопротивлению, конструктивно объединены, что усложняет настройку антенны.
Наиболее близким к заявляемой является «Малогабаритная вибраторная антенна систем сети передачи данных в диапазонах средних и промежуточных волн» (RU 154886 U1, H01Q1/00 10.09.2015), содержащая вибратор, противовес, согласующее устройство, состоящее из удлиняющей катушки и трансформатора, отличающаяся тем, что удлиняющая катушка выполнена на диэлектрическом каркасе, внутрь которого введен электрод, образующий вместе с витками катушки добавочную емкость и установленный с возможностью перемещения вдоль оси катушки.
Данная антенна имеет большие габариты за счет использования в своем составе противовеса, а также низкую надежность из-за возможного обрыва провода, который подключает подвижный электрод к неподвижному выводу трансформатора.
Техническим результатом является увеличение надежности и упрощение конструкции антенны.
Технический результат достигается тем, что в «Укороченную резонансную антенну», содержащую вибратор, удлиняющую катушку и трансформатор, дополнительно введены два электрода, один из которых является неподвижным и подключен к удлиняющей катушке, а второй электрод является подвижным и вводится внутрь первого электрода и удлиняющей катушки, причем подвижный электрод образует с неподвижным электродом и удлиняющей катушкой дополнительную контурную емкость, что может быть использовано для перестройки антенны по диапазону рабочих частот, причем вибратор электрически соединен с одним из концов удлиняющей катушки, второй конец которой подсоединен к неподвижному электроду и к вторичной обмотке трансформатора, причем приемопередатчик (на схеме не указан) подключается к первичной обмотке трансформатора с использованием коаксиального кабеля.
На фиг. 1 изображена конструкция укороченной резонансной антенны.
Укороченная резонансная антенна состоит из вибратора 1, удлиняющей катушки 2, неподвижного электрода 3, подвижного электрода 4, трансформатора 5, вибратор 1 электрически соединен с одним из концов удлиняющей катушки 2, второй конец которой подсоединен к неподвижному электроду 3 и к вторичной обмотке трансформатора 5, удлиняющая катушка 2 и неподвижный электрод 3 расположены соосно и являются полыми, внутрь удлиняющей катушки 2 и неподвижного электрода 3 вводится электрод 4, при перемещении которого изменяется дополнительная контурная емкость антенны, что обеспечивает перестройку антенны в полосе частот, приемопередатчик подключается к первичной обмотке трансформатора 5 с использованием коаксиального кабеля.
Известно, что для эффективного излучения радиоволн размеры антенны должны быть соизмеримы с длиной волны. К примеру, на частоте 30 МГц длина волны составляет 10 м, соответственно длина четвертьволнового вибратора будет равна 2,5 м. Естественно, что антенна такой длины может быть использована в подвижной связи лишь с заметными ограничениями. Если же рассматривать более низкие частоты, применение полноразмерных антенн для подвижной связи становится невозможным.
На частотах до 30 МГц в подвижной связи используются укороченные антенны. В укороченных антеннах импеданс носит емкостной характер, и чем больше укорочение, тем больше реактивная емкость устройства. На практике это фактически означает, что чем меньше частота, тем большую реактивность проявляет антенна. Емкостная составляющая антенны компенсируется катушкой индуктивности, при этом реактивное сопротивление катушки по величине должно быть таким же, как и реактивное сопротивление антенны. При компенсации реактивности антенны, возникает несколько особенностей всего устройства в целом. Во-первых, снижается эффективность излучения в сравнении с полноразмерными вариантами антенн. Во-вторых, в силу большой индуктивности контура (индуктивность и вибратор), антенна имеет ограниченную рабочую полосу, что особенно проявляется на низких частотах. В силу ограниченной рабочей полосы необходимо изменять настройку контура для возможности функционирования антенны на нескольких частотах.
За счет того, что подвижный электрод не подключен электрически к другим элементам антенны, из конструкции антенны исключается подвижный провод, что увеличивает общую надежность антенны и упрощает ее конструкцию.
Таким образом, укороченная резонансная антенна позволяет обеспечить увеличение надежности и упрощение конструкции.