Малогабаритное судовое коротковолновое антенно-фидерное устройство "МРВ-1,9М"

Заявляемая полезная модель относится к антенной технике - малогабаритным коротковолновым антеннам (антеннам с размерами, не превышающими удвоенную рабочую длину волны и составленные из электропроводящих активных излучающих элементов - H01Q 9/04), и может быть использована любыми организациями и ведомствами как судовая KB антенна, при создании или эксплуатации систем радиосвязи на KB (коротких волнах) в движении судов. Это устройство представляет собой антенну в виде рамки, и использует новую и уникальную схему подведения энергии к полотну антенны (излучателю) и размещение на судне. Оно имеет исполнение в виде квадрата с одновитковым излучателем.
По принципу подведения энергии к полотну, можно представить электрическую схему питания антенны, как схему простого трансформатора, имеющего первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка - излучатель 1, вторичная обмотка - петля возбуждения 6 (фигура 2). Изменяющийся во времени электрический ток, проходящий по первичной обмотке, создает изменяющееся во времени магнитное поле. Изменение магнитного потока, проходящего через вторичную обмотку, создает ЭДС в этой обмотке. В заявленной полезной модели применяется небольшая настроенная петля излучения, которая помещается внутри внешнего первичного контура (излучателя). Петля излучения расположена вдоль внутреннего края излучателя. Диаметр питающей петли выбирается так, чтобы обеспечить точное соответствие импеданса антенны, при котором входное сопротивление будет постоянным на большем участке частот. Эта конструкция обеспечивает значительно более широкий диапазон перестройки антенны по частоте с более высокой эффективностью и почти с более постоянным импедансом, чем классические типы антенн, типа штырь, диполь, треугольник.
По способу настройки, можно представить как добротный контур, настроенный на определенную частоту, где L - излучатель 1 (фигура 2), С - конденсатор переменной емкости (КПЕ) 2 (фигура 2). Перестройка антенны по частоте происходит за счет изменения емкости КПЕ, для поворота КПЕ, конструкция снабжена мотором (шаговый двигатель).
По конструкции, малогабаритная судовая KB антенна «МРВ-1,9М» имеет конструкцию излучателя в виде квадрата, со стороной 1,5 м, выполненный из алюминиевой трубы толщиной 30 мм, конденсатор переменной емкости (КПЕ) емкостью 19-530 пФ, что позволяло перекрывать диапазон от 3,5 до 12,5 МГц.
За основу к заявляемому техническому решению, взято антенно-фидерное устройство «МРВ». Патент РФ №188485 от 16 апреля 2019 года (заявка №2018121133/28).
Задача, на решение которой направлено заявленное мной устройство, заключается в возможности обеспечивать устойчивую радиосвязь судов на KB, в том числе и на частотах бедствия, на любых реках (прямых или извилистых), свободное прохождение под мостами.
Конструкция заявляемой полезной модели - малогабаритное судовое коротковолновое антенно-фидерное устройство «МРВ-1,9М» (фигура 1 и 2), состоит из малогабаритной KB антенны (тип антенны - магнитная рамка), стеклопластикового основания (платформы), комплекта оттяжек, коаксиального кабеля и кабеля питания с разъемами, пульта управления.
АФУ «МРВ» - антенно-фидерное устройство - Магнитная Рамка Владимирова, буква «М» в конце названия полезной модели обозначает «мобильная» (судовая, автомобильная).
Антенна состоит из: излучателя, в виде одновиткового квадрата (фигура 1), который выполнен из алюминиевой трубы, диаметром 30 мм, толщиной стенки 2,0 мм, материал - АД-31Т. Для удобства монтажа на транспортном средстве, антенна перевернута, защитным тубусом вниз, который выполняет роль опоры.
Излучатель состоит из изогнутой трубы в виде квадрата 1 (фигура 2). В разрыв квадрата вставляется конденсатор переменной емкости (КПЕ) (фигура 4) с воздушным диэлектриком, расположение пластин в виде «бабочки», и выполнены из 2 мм листового дюраля, зазор между статорными и роторными пластинами позволяет работать при реактивном напряжении до 10 кВ, т.е. допустимая мощностью радиостанции до 150 ватт. Крепится к элементам излучателя при помощи концевых вставок (фигура 3). Для защиты от внешних воздействий (климатических, физических) конденсатор находится в радио прозрачном стеклопластиковом тубусе 2 (фигура 2) и 1 (фигура 5), выполненный из стеклопластиковой трубы диаметром 200 мм и имеет крышку 2 (фигура 5), дно 3 (фигура 5) с отрезком трубы 4 (фигура 5) для соединения с трубостойкой 3 (фигура 2), дно и крышка крепятся к тубусу болтами. В движение конденсатор приводится при помощи 12-вольтового шагового двигателя с реверсивным редуктором, управление мотором осуществляется при помощи пульта управления (фигура 7), который располагается рядом с оператором, сигнал от пульта к электромотору подается по четырех проводному кабелю, в двойной изоляции.
Петля возбуждения 4 (фигура 2), выполнена из 50-омного коаксиального кабеля, для жесткости кабель размещен в пластиковой трубе. Труба ПНД герметично соединена с коммутационной пластиковой коробкой 9 (фигура 2), в днище которой врезан разъем, для подключения высокочастотного разъема - коаксиального кабеля. Коробка снабжена элементами крепления к трубостойке. Петля возбуждения крепится к трубостойке 3 (фигура 2) при помощи специального зажима. Кабель управления проходит от тубуса к пульту управления, причем разъем находится на корпусе тубуса (фигура 5).
Оттяжки 5 (фигура 2) крепятся к трубостойке 3 (фигура 2) при помощи узла крепления оттяжек 6 (фигура 2) и (фигура 6). Материал оттяжек витой шнур Dan-line, толщиной 8 мм, с усилием на разрыв 500 кг. Оттяжки состоят из шнура, талрепов, коушей и карабинов.
Антенна подключается к передатчику или приемнику с помощью фидерной линии (коаксиальный кабель 50 Ом), снабженный высокочастотными разъемами.
Вся конструкция антенны грунтуется и красится порошковой краской, кроме цвета получаем декоративно-защитное полимерное покрытие.
Конструкция антенны монтируется на изолированное стеклопластиковое основание 7 (фигура 2), которое выполнено из стеклопластикового круглого профиля.
Частотный диапазон, в котором работает антенна, зависит от емкости КПЕ, максимальная емкость КПЕ - нижняя граница рабочей частоты антенны, минимальная емкость - верхняя граница рабочей частоты антенны.
Малогабаритное коротковолновое антенно-фидерное устройство «МРВ-1,9М» работает следующим образом. Перестройка по частоте осуществляется оператором. Переключив радиостанцию на новую частоту, оператор, нажимает одну из кнопок на пульте управления (фигура 7), чем приводит в действие шаговый двигатель и КПЕ, и удерживает кнопку до появления максимального шума в динамике, или по максимуму отклонения стрелки прибора радиостанции (приемника) - показывающего уровень принимаемого сигнала (если такой есть). После настройки по приему, оператор проводит сеанс радиосвязи.
Техническим результатом настоящей полезной модели является возможность обеспечивать устойчивую радиосвязь судов на KB, на любых реках (прямых или извилистых), свободное прохождение под мостами; возможность использовать антенну как АЗИ (антенну зенитного излучения) только на низкочастотных участках KB диапазона, а это значит повышение надежности KB радиосвязи в так называемых «мертвых зонах», не требуется юстировать антенну на корреспондента, так как антенна имеет круговую диаграмму направленности, (фигура 8, 9) показывает, что излучение антенны в горизонте выглядит как «восьмерка», и имеется минимум в 5-7 градусов (фигура 8), этот минимум можно определить только в «ближней» зоне (одна длинна волны), на остальных радиотрассах (при неоднократных тестах и проверках) диаграмма направленности - круговая.
Технический результат полезной модели достигается тем, что малогабаритное судовое коротковолновое антенно-фидерное устройство «МРВ-1,9М» имеет возможность обеспечивать устойчивую радиосвязь судов на KB, на любых реках (прямых или извилистых), свободное прохождение под мостами; возможность использовать антенну как АЗИ (антенну зенитного излучения) только на низкочастотных участках KB диапазона, а это значит повышение надежности KB радиосвязи в так называемых «мертвых зонах», не требуется юстировать антенну на корреспондента, так как антенна имеет круговую диаграмму направленности (фигура 8, 9), что доказано при неоднократных тестах и проверках на практике.