Бортова короткохвильова антена рухомого об'єкта

 

Винахід відноситься до радіотехніки, а саме до антенній техніці, і, зокрема, заявлена бортова короткохвильова антена (БКВА) рухомого об'єкта () може бути використана як передавальної ненаправленою антени зенітного випромінювання спільно з короткохвильової (KB) радіостанцією середньої потужності, встановленої на борту, наприклад автомобіля.

Відомі БКВА, встановлені на борту, описані в книзі Гвоздьов І. Н. і ін. Характеристики антен радіосистем зв'язку. - Л.: ВАС, 1978, Табл. 77, 78. - С. 101-105. Зазначені БКВА являють собою малогабаритні випромінювачі (МГІ) ємнісного типу: у вигляді двох паралельно включених несиметричних вібраторів (с. 101), симетричного вібратора, закріпленого на горизонтально металевої даху, або магнітного типу (с. 103-105); у вигляді однієї або декількох включених в паралель вертикальних рамок, встановлених на металевій даху. Випромінювачі ємнісного і магнітного типів підключені до блоку налаштування та погодження (БНС), вхід якого підключений до виходу бортової радіостанції.

Недоліком зазначених аналогів є їх низька ефективність, яка характеризується коефіцієнтом корисної дії (ККД), що обумовлено високим рівнем �ерям в органах настроювання й елементах конструкції антени.

Відома також БКВА, описана в книзі: Виноградів Б. А. та ін Радіочастотна служба та антенні пристрої. - Л.: ВАС, 1982.- С. 113-114. Антена складається з П-подібною щілини, вирізаної у бокових і верхньої стінках металевого кузова автомобіля, проміжного збудника, встановленого в металізованому подкришевом просторі безпосередньо у розкриву горизонтальної частини щілини. Проміжний збудник виконаний у вигляді многовитковой рамки з можливістю зміни числа витків шляхом їх замикання на корпус. Вхід проміжного збудника підключений до БНС, який в свою чергу підключений до виходу бортової радіостанції.

Недоліком розглянутого аналога є також відносна низька ефективність (ККД) як через теплових втрат у витках проміжного збудника, так і з-за малої діючої довжини щілинного випромінювача.

Найбільш близьким аналогом (прототипом) до заявленої БКВА є відома Бортова декаметровая антена рухомого об'єкта за патентом РФ №2484560, МПК H01Q 9/00, опубл. 10.06.2013 р.

Антена-прототип складається з проміжного збудника (ПрВ) у вигляді вигнутого у вертикальній площині провідника, встановленого над металевою поверхнею �ц ПрВ підключений до блоку реактивних розривних навантажень (БРДН), другий - до БНС. Середня частина кришевие поверхні виконана диэлектической. До прилеглим до центру МПКП кромок металевих частин кришевие поверхні підключені екрануючі елементи (ЕЕ) у вигляді стрічкових провідників. На кузові З шарнірно закріплені кінцеві ємнісні навантаження, що забезпечують роботу антени в режимі земних хвиль.

Завдяки установці проміжного збудника в подкришевом просторі і використання екрануючих елементів забезпечується порушення корпусу, що підвищує ефективність БКВА в цілому.

Однак найближчий аналог має недоліки, які полягають у відносно низькій ефективності роботи в режимі земних хвиль; в наявності демаскуючих ознак факту розміщення на борту ЗА KB антени, обумовлені необхідністю використання громіздких кінцевих ємнісних навантажень.

Метою винаходу є розробка БКВА, що забезпечує підвищення її ККД в режимі земної хвилі при одночасному виключенні демаскуючих ознак, що вказують на факт встановлення на ЗА KB бортової антени.

Поставлена мета досягається тим, що у відомої БКВА, середня третина металевої кришевие поверхні якого виконана діелектричної, з�ї радіостанції, ПрВ виконаний у вигляді двох паралельно включених вертикальних П-подібних провідників. П-подібні провідники встановлені паралельно бічним стінок З поза його екранованого внутрішнього об'єму. Горизонтальна частина кожного П-образного провідника розташована в металізованому подкришевом просторі. Кожна пара ЕЕ встановлена над горизонтальною частиною П-образного провідника, і кожен ЕЕ одним кінцем підключений до кромки металевої частини кришевие поверхні, що примикає до її диэлектической частини. Між примикають один до одного торцями ЕЕ в середині горизонтальної частини кожного П-образного провідника встановлений зазор Δ=(0,9-l,5)d, де d - діаметр поперечного перерізу П-образного провідника. ЕЕ виконані у вигляді стрічкових провідників і установлені на відстані (2-4)·10-4λmax, де λmax- максимальна довжина хвилі робочого діапазону хвиль, від поверхні П-образного провідника.

Завдяки новій сукупності суттєвих ознак за рахунок зміни розподілу амплітуд струму уздовж П-образного провідника забезпечується або формування діаграми спрямованості (ДН) з максимумом випромінювання в зеніт (режим іоносферних хвиль), або ДН з максимумом, орієнтований�військово практично виключаються демаскуючі ознаки факту встановлення на борту ЗА KB антени.

Заявлена БКВА пояснюється кресленнями, на яких показано:

на фіг.1 - загальний вигляд БКВА (вид збоку);

на фіг.2 - вид БКВА зверху;

на фіг.3 - еквівалентна схема антени;

на фіг.4 - розподіл амплітуд струму:

а) у режимі іоносферних хвиль;

б) у режимі земних хвиль;

фіг.5 - діаграми спрямованості БКВА в режимі іоносферних і земних хвиль;

фіг.6 - результати порівняльних вимірювань рівня випромінюваного електричного поля.

Бортова короткохвильова антена рухомого об'єкта, показана на фіг.1, складається з ПрВ 1, виконаного у вигляді двох паралельно включених П-подібних провідників з діаметром поперечного перерізу d, з горизонтальною частиною lрі вертикальними частинами з висотами lв,П-подібні провідники встановлені вертикально і паралельно бічним поверхням ЗА межами його екранованого внутрішнього об'єму 2. Проекція периметра кожного П-образного провідника вписана в межі площі бічної поверхні. Середня частина кришевие поверхні 3 довжиною Lдвиконана диэлектической, а її дві периферійні частини з довжинами Lм- металевими. За два ЕЕ 4 у вигляді стрічкових провідників шириною «е» встановлені над горизонтальною ч�sub>п, екранованому від внутрішнього обсягу 2. Один кінець кожної ЕЕ 4 підключений до кромки металевої частини кришевие поверхні 6, примикає до її диэлектической частини 3 (перетину О-О' на фіг.1, 2). Між примикають один до одного торцями ЕЕ 4 в середині горизонтальної частини кожного П-образного провідника 1 встановлений зазор Δ=(0,9-1,5)d. Зокрема, ЕЕ 4 можуть бути виконані у вигляді полуціліндріческого провідника, встановленого співвісно з П-подібним провідником 1 (див. фіг.1а). ЕЕ 4 встановлені на висоті tевід поверхні горизонтальної частини П-образного провідника 1. П-подібні провідники 1 з допомогою горизонтальних відрізків провідника довжиною lпр7 з'єднані в паралель і підключені одним кінцем до БДРН 8, а іншим - до БНС 9. Вхід БНС 9 підключений до виходу бортової радіостанції (на фіг.2 не показано).

БНС 9 призначений для налаштування і узгодження антени у всьому робочому діапазоні частот. БНС 9 може бути виконаний в різних варіантах, зокрема у вигляді Г-подібної схеми, показаної на фіг.3. В даному варіанті БНС 9 включає конденсатор змінної ємності Cнелемент налаштування) і конденсатор змінної ємності Cзелемент узгодження). Порядок розрахунку Cні CзиВКАС 1963. - С. 538-542.

БДРН 8 призначений для підключення до ПрВ реактивної навантаження, при якій за допомогою дискретних ємнісних елементів (ДРЕ) у відповідному поддиапазоне частот забезпечується формування пучности (режим іоносферних хвиль) або вузла (режим земних хвиль) струму в центрі горизонтальних частин П-подібних провідників 1. Як БРДН 8 може бути використане відоме технічне рішення: «Дискретна реактивна ланцюг» за патентом РФ №2355102, опубл. 10.05.2009 р.

Заявлена БКВА працює наступним чином.

При підключенні входу БНС 9 до виходу радіостанції високочастотний (в. ч.) струм протікає паралельно включеним П-образним провідникам 1. Розподіл амплітуд в. ч. струмів по провідникам 1 визначатиметься обраної робочою частотою fpі номінальним значенням ємнісний навантаження, підключеного до БДРН 8 за допомогою замикання (розмикання) відповідних контактів вимикачів (див. фіг.3). Значення реактивної навантаження на заданій робочій частоті визначають в залежності від обраного режиму роботи. При роботі іоносферними хвилями максимум ДН необхідно формувати в зеніт, отже пучність в. ч. струму повинна бути встановлена в центрі горизонтальної частини П-подібних п�ками під кутами, близькими до горизонту. У цьому випадку в центрі горизонтальної частини П-подібних провідників встановлюють вузол в. ч. струму, як показано на фіг.4б. При цьому площа струму вздовж вертикальних сторін П-подібних провідників максимальна і основна енергія випроміненого поля буде орієнтована вздовж поверхні землі. У той же час, на горизонтальних провідниках мають місце протифазні ділянки в. ч. струмів, що істотно знижує рівень випромінювання в зеніт.

При протіканні в. ч. струмів по горизонтальному ділянці П-подібних провідників 1 в зазорах Δ між торцями ЕЕ 4 з деяким коефіцієнтом трансформації Ктзбуджується ЕРС, під дією якої в. ч. струм розтікається по металевій поверхні кузова. Таким чином, еквівалентна схема заявленої антени, показана на фіг.3, являє собою (в режимі іоносферних хвиль) еквівалентний симетричний вібратор з плечима довжиною DА. Вхідний опір ZАеквівалентного симетричного вібратора, утвореного металевою поверхнею кузова, з коефіцієнтом трансформації Ктпідключено до виходу радіостанції, до якого підключено комплексне опір, утворене П-образними провідниками з пних провідників. В режимі іоносферних хвиль пучність струму встановлюють з допомогою БДРН 8 у центрі горизонтальної частини П-подібних провідників 1 у зазору Δ (фіг.4а). При переході на іншу робочу частоту для збереження пучности струму в зазорі між ЕЕ 4 необхідно змінити сумарне значення ємнісний навантаження, підключеного до виходу БДРН 8. В режимі поверхневої хвилі в центрі горизонтальної частини П-подібних провідників 1 встановлюють вузол струму (фіг.4б) підключенням відповідного сумарного значення ємнісний навантаження БДРН 8. При цьому на вертикальних частинах П-подібних провідників напрямку протікання в. ч. струмів збігаються, а на горизонтальних протилежні. При цьому основна випромінювана енергія буде орієнтована під кутами, близькими до горизонту.

В режимах іоносферної і поверхневої хвиль можлива робота як в русі, так і на зупинках.

Можливість досягнення сформульованої технічного результату перевірялася шляхом порівняльної оцінки ефективності заявленої антени і прототипу з використанням методу масштабного моделювання.

Початкові значення елементів заявленої антени для роботи в діапазоні 3-20 МГц (λmax=100 м) прийняті наступними: lв=1,9 м; lр=4,�ельние вимірювання рівнів напруженості електричного поля випромінювання заявленої антени EЗА, ∂Б і прототипу Eпр, ∂Б проводилася в дальній зоні випромінювання. На кожній частоті вимірювання контролювалося рівність потужності, що підводиться до порівнянним антен. Результати вимірювань, наведені на фіг.6, показують, що в діапазоні частот 3-20 МГц відносний виграш ΔЕ, ∂B=EЗА, ∂Б - Eпр, ∂Б у режимі іоносферних хвиль становить 1-3 ∂Б, а в режимі земних хвиль - 4-8, ∂Б. При рівності підводиться до антен потужності збільшення рівня випромінювань потужності означає, що заявлена антена має у стільки ж разів більш високий ККД. Виміряні характеристики спрямованості антени в режимі іоносферних (фіг.5а) і поверхневих (фіг.5б) хвиль підтверджують можливість двухмодовой роботи заявленої антени як в русі, так і на зупинках. Отже, підтверджується можливість досягнення сформульованої технічного результату при використанні заявленого пристрою.

1. Бортова короткохвильова антена рухомого об'єкта (З), середня третина металевої кришевие поверхні якого виконана діелектричної, що містить проміжний збудник з екрануючими елементами, підключений одним кінцем до блоку дискретних реактивних навантажень, а іншим - �то проміжний збудник виконаний у вигляді двох паралельно включених вертикальних П-подібних провідників, встановлених паралельно бічним металізованим поверхонь З поза його екранованого внутрішнього об'єму, над горизонтальною частиною кожного П-образного провідника, розташованої в металізованому подкришевом просторі, встановлені екрануючі елементи, кожен екрануючий елемент одним кінцем підключений до кромки металевої частини кришевие поверхні, що примикає до її диэлектической частини, причому між примикають один до одного торцями екрануючих елементів в середині горизонтальної частини кожного П-образного провідника встановлений зазор Δ.

2. Бортова короткохвильова антена по п. 1, яка відрізняється тим, що екрануючі елементи виконані у вигляді стрічкових провідників.

3. Бортова короткохвильова антена по п. 1, яка відрізняється тим, що величина зазору Δ обрана в межах (0,9-1,5)d, де d - діаметр поперечного перерізу П-образного провідника.

4. Бортова короткохвильова антена по п. 1, яка відрізняється тим, що відстань tеміж поверхнею екрануючого елемента і поверхнею П-образного провідника обрано в межах tе=(2-4)·10-4λmax, де λmax- максимальна довжина хвилі робочого діапазону хвиль.



 

Схожі патенти:

Дипольна антена

Винахід відноситься до антенній техніці, зокрема до дипольним антен з відбиваючим екраном з полунаправленной діаграмою спрямованості, і може бути використане в техніці зв'язку для прийому сигналів навігаційних систем для організації приймально-передавального каналу з Землею в командно-телеметричних системах. Технічний результат - спрощення конструкції плечей дипольного випромінювача і підвищення надійності. Для цього в дипольної антени, що містить корпус з прорізаним в ньому хрестоподібним симетрувальним пристроєм з діелектричним заповненням, амплітудно-фазовий дільник і коаксіальні запитивающие лінії, на відміну від відомого, випромінюють плечі дипольного випромінювача виконані за одне ціле з корпусом у вигляді призм з підставами з прямокутних трикутників, при цьому хрестоподібне симметрирующее пристрій з діелектричним заповнювачем прорізано в першому торці корпусу між ортогональними дипольними випромінювачами, відображає екран розташований у другому торці корпусу з микрополосковим не розв'язаним дільником з фазозсувної лінією 90°, пов'язаний з коаксіальними запитивающими ортогональні дипольні випромінювачі лініями, РЧ-з'єднувач з кабелем підключення�

Діапазонний ультракоротковолновий вібратор

Винахід відноситься до радіотехніки і може бути використано в якості адміністратора та/або передавальної УКХ антени спільно з широкодиапазонними УКХ радіостанціями. Технічний результат - можливість формування неспотвореної форми діаграми спрямованості (ДН) і зменшення електричних розмірів вібратора. Діапазон УКХ вібратор складається з порожнистого металевого конуса (ПМК) 1 заввишки Нпмк і з кутом при вершині α, додаткового металевого конуса (ДМК) 2 висотою Ндмк і з кутом при вершині β і полого усіченого металевого конуса (ПУМК) 3 заввишки Нпумк=Ндмк з кутом при вершині γ. ПМК 1 встановлений вертикально над провідною поверхнею 4 і звернений до неї вершиною. ДМК 2 і ПУМК 3 розміщені в порожнині ПМК 1 співвісно з ним. ДМК 2 розміщений в порожнині ПУМК 3. Площині раскривов меншого підстави ПУМК 3, розкриву ПМК 1 і вершина ДМК 2 суміщені. Більша підстава ПУМК 3 конгруентно основи ДМК 2. Обидва підстави поєднані один з одним і електрично підключені до внутрішньої поверхні ПМК 1. Коаксіальний фідер 5 центральним провідником підключений до вершини ПМК 1, а екранної оболонкою - до провідної поверхні 4. 3 з.п. ф-ли, 4 іл.

Спосіб створення плазмової антени

Винахід відноситься до антенної техніки і може бути використане для дослідження магнітосфери Землі і завдань дальньої НЧ радіозв'язку. Технічний результат - підвищення потужності НЧ джерела електромагнітного випромінювання, поліпшення якості НЧ радіозв'язку. Для цього здійснюють формування плазмового хвилеводу високочастотним розрядом з одночасним формуванням розходяться акустичних ударних хвиль з нестаціонарним електричним струмом, що протікає по поверхні фронту ударної хвилі і випромінюють електромагнітні хвилі НЧ діапазону, шляхом послідовних вибухів піропатронів, при цьому формування плазмового хвилеводу і розходяться акустичних ударних хвиль здійснюють у верхній іоносфері та/або в магнітосфері Землі, а запалювання високочастотного розряду здійснюють одночасно з напуском нейтрального газу. 1 з.п. ф-ли, 2 іл.

Ненаправлена широкосмугова антена

Винахід відноситься до радіотехніки і призначений для використання в якості адміністратора та/або передавальної антени спільно з широкосмуговими радіостанціями. Технічний результат - розширення робочого діапазону шляхом забезпечення функціонування антени в діапазоні низьких частот. Ненаправлена широкосмугова антена (ШПА) складається з порожнистого металевого конуса (ПМК) 1 заввишки Пк і з кутом α при вершині, конічної спіралі (КС) 2 з кутом при вершині β і висотою Hc=Нк. ПМК 1 встановлений вертикально над провідною поверхнею 4 і звернений до неї вершиною. КС 2 встановлена у порожнині ПМК 1 співвісно з ним і підключена вершиною до внутрішньої порожнини ПМК 1 у його вершини. Коаксіальний фідер 3 підключений центральним провідником до вершини ПМК 1, а екранної оболонкою до провідної поверхні 4. 2 з.п. ф-ли, 4 іл.

Конічна ультракороткохвильова антена

Винахід відноситься до радіотехніки і призначений для використання в якості адміністратора та/або передавальної антени спільно з широкодиапазонними УКХ радіостанціями. Технічний результат - формування рівномірної діаграми спрямованості в меридіональної площині і зниження електричних розмірів антени при збереженні якості погодження в області низьких частот. Конічна УКХ антена, розміщена в діелектричному радиопрозрачном обтічнику 6, складається з порожнистого металевого конуса (ПМК) висотою 1 М з кутом α при вершині і діаметром розкриву Dk. ПМК 1 встановлений вертикально над провідною поверхнею 4 і звернений до неї вершиною. В площині розкриття ПМК 1 симетрично відносно його осі розміщена плоска однозаходная спіраль (ПОЗС) 2 із зовнішнім діаметром Dc. Вздовж проводу зовнішнього витка ПОЗС 2 підключені рівномірно n провідників, інші кінці яких підключені до внутрішньої поверхні ПМК 1 у його вершини. Коаксіальний фідер 5 підключений центральним провідником до вершини ПМК 1, а екранної оболонкою до провідної поверхні 4. Наведено оптимальні розміри і співвідношення електричних розмірів антени. 3 з.п. ф-ли, 4 іл.

Компактний широкодіапазонний конічний несиметричний вібратор

Винахід відноситься до антенної техніки і може бути використано в якості приймальних та/або передавальних антен широкодіапазонних УКХ-радіостанцій і навігаційних систем типу "GPS" і "ГЛОНАСС". Технічний результат - розширення частотного діапазону антени. Компактний широкодіапазонний конічний несиметричний вібратор містить плоску провідну майданчик, базовий порожнистий металевий конус висотою Н і з кутом при вершині α1, який встановлений над плоскою проводить майданчиком, звернений до неї вершиною і вісь якого перпендикулярна плоскої проводить майданчику, металевий вкладиш, нижні металеві шунти, базовий коаксіальний фідер, що містить центральний провідник, підключений до вершини базового порожнього металевого конуса, і зовнішній провідник, підключений до плоскої проводить майданчику, а також може містити другий порожнистий металевий конус висотою h2 і з кутом при вершині α2, верхні металеві шунти, що виводить металевий шунт, другий коаксіальний фідер, що містить центральний провідник, підключений до вершини другого порожнього металевого конуса, і зовнішній провідник, підключений до металевого вкладишу. Оптимальні співвідношення розмірів елементів до�

Суміщені антени (варіанти)

Винахід відноситься до радіозв'язку і призначене для використання у складі радіотехнічних пристроїв для телебачення, радіомовлення і радіозв'язку в ВЧ - і ДВЧ-діапазонах. Технічний результат - багаторазове використання простору, займаного антеною, забезпечення її роботи в декількох рознесених частотних діапазонах, а також збільшення спрямованості антени на деяких частотах. Для цього пропонується поєднана многовибраторная антена, що складається з плечей вібраторів, кожне з яких утворене декількома проводами, розташованими вздовж поверхні циліндра і сходилися до країв плеча в одну точку, при цьому всі плечі мають різні розміри, і кожне менше плече цілком розташовується всередині більшого плеча. Плечі однакової довжини можуть бути об'єднані в симетричні вібратори, при цьому симетричний вібратор меншого розміру розташовується всередині аналогічного вібратора більшого розміру. Симетричні вібратори меншого розміру можуть бути повністю розміщені всередині плеча симетричного вібратора більшого розміру, а дроти більшого вібратора можуть бути розташовані переважно по одну сторону циліндра, що утворює вібратор. 2 н. і 4 з.п. ф-ли, 1 табл.

Спосіб реєстрації відбитого сигналу при радіолокації

Винахід відноситься до сверхширокополосной (НШС) радіолокації і може бути використано для вирішення задач, що вимагають визначення тривимірної форми об'єктів або визначення положення об'єктів. Технічний результат винаходу полягає в усуненні електричних ланцюгів синхронізації між просторово рознесеними передавачами і приймачами, в зниженні вимог до них по точності і стабільності вноситься тимчасової затримки, що дозволяє спростити пристрій для реалізації способу або знизити похибки збережених даних, викликані неідеальної синхронізацією. У способі реєстрації відбитого сигналу в одній або більше точках простору періодично випромінюють надширокосмугові імпульси з допомогою, щонайменше, одного по сигналу від передавача, щонайменше, одного тактового генератора, з'єднаного з відповідним передавачем; у більш ніж одній точці простору з допомогою приймачів захоплюють електричні сигнали, записують і зберігають їх в пам'ять; обробляють захоплені сигнали з допомогою блоку обробки; з допомогою, щонайменше, одного приймача здійснюють захоплення миттєвих значень сигналів, в моменти, що задаються сполученим з ним дру ф-ли, 5 іл.

Антена

Антена // 2492560
Винахід відноситься до галузі радіотехніки, а саме до антен сферическо-спіральної конструкції, і може бути використане в складі бездротових систем зв'язку і передачі даних, а також в системах телеметрії

Перестраиваемая антенна решітка з електрично

Винахід відноситься до антенної техніки і може бути використане для прийому в радіомовленні, телебаченні та пеленгації
Up!