RU164860U1 - DIRECTED DIRECTOR ANTENNA - Google Patents
DIRECTED DIRECTOR ANTENNA Download PDFInfo
- Publication number
- RU164860U1 RU164860U1 RU2014128682/28U RU2014128682U RU164860U1 RU 164860 U1 RU164860 U1 RU 164860U1 RU 2014128682/28 U RU2014128682/28 U RU 2014128682/28U RU 2014128682 U RU2014128682 U RU 2014128682U RU 164860 U1 RU164860 U1 RU 164860U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- directors
- vibrator
- passive
- active
- vibrators
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 13
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Всенаправленная директорная антенна, состоящая из одного активного шлейф-вибратора в виде витка проводника, имеющего форму прямоугольника с закругленными углами, длина большей стороны которого составляет около половины длины электромагнитной волны, разомкнутого посередине одной большей стороны и подключенного в точках размыкания к линии питания, и множества пассивных вибраторов-директоров в виде отрезков проводника, имеющих длину меньше длины большой стороны активного вибратора, расположенных параллельно им так, что средние точки больших сторон активного и пассивных вибраторов-директоров находятся в одной плоскости, отличающаяся тем, что пассивные вибраторы-директоры расположены таким образом, что их средние точки расположены вдоль окружностей, центр которых совпадает с центром активного вибратора, на одинаковом вдоль дуги окружности расстоянии от средних точек соседних пассивных вибраторов-директоров, при этом длины пассивных вибраторов-директоров, относящихся к одной окружности, равны, и с увеличением радиуса окружности, на которой расположены средние точки пассивных вибраторов-директоров, длины пассивных вибраторов-директоров остаются одинаковыми, а на каждой окружности расположены не менее трех пассивных вибраторов-директоров.An omnidirectional director antenna, consisting of one active loop vibrator in the form of a conductor coil having a shape of a rectangle with rounded corners, the length of the larger side of which is about half the length of the electromagnetic wave, open in the middle of one larger side and connected at the break points to the power line, and many passive vibrator directors in the form of segments of a conductor having a length less than the length of the large side of the active vibrator located parallel to them so that the midpoints b of the larger sides of the active and passive vibrators-directors are in the same plane, characterized in that the passive vibrators-directors are located so that their midpoints are located along circles whose center coincides with the center of the active vibrator, at the same distance from the midpoints along the arc of a circle neighboring passive vibrators-directors, while the lengths of passive vibrators-directors belonging to one circle are equal, and with an increase in the radius of the circle on which the midpoints are located passive vibrator directors, the lengths of passive vibrator directors remain the same, and at least three passive vibrator directors are located on each circle.
Description
Полезная модель предназначена для использования в составе радиотехнических устройств телевидения, радиовещания и радиосвязи в декаметровом, метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Известна антенна с управляемой диаграммой направленности [1], состоящая из несимметричных вибраторов длиной около четверти длины электромагнитной волны, установленных перпендикулярно плоской проводящей поверхности и подключенных к ней через управляемые p-i-n диоды. В такой антенне центральный вибратор является активным и возбуждается от коаксиального кабеля. Остальные вибраторы являются пассивными и при включенном диоде играют роль рефлекторов. Вибраторы с отключенным диодом являются электрически прозрачными и на итоговую ДН влияния практически не оказывают. Благодаря этому формируется направленное в двух плоскостях излучение, причем главный лепесток оказывается отклонен от проводящей плоскости на некоторый угол. При всех включенных диодах теоретически можно получить всенаправленное в одной плоскости излучение. Однако в другой плоскости оно не будет сфокусированным и КНД будет низок, так как пассивные вибраторы в этом случае экранируют излучение центрального вибратора.The utility model is intended for use as part of radio engineering devices of television, broadcasting and radio communications in the decameter, meter, decimeter and centimeter wave ranges. A known antenna with a controlled radiation pattern [1], consisting of asymmetric vibrators with a length of about a quarter of the electromagnetic wavelength, mounted perpendicular to a flat conductive surface and connected to it via controlled p-i-n diodes. In such an antenna, the central vibrator is active and is driven by a coaxial cable. The remaining vibrators are passive and, when the diode is on, play the role of reflectors. Vibrators with a disabled diode are electrically transparent and have practically no effect on the resulting daylight rate. Due to this, radiation directed in two planes is formed, and the main lobe is deviated from the conducting plane by a certain angle. With all the diodes turned on, it is theoretically possible to obtain radiation omnidirectional in the same plane. However, in another plane it will not be focused and the gain will be low, since passive vibrators in this case screen the radiation of the central vibrator.
Однако в секторе углов между директорами возможна частичная компенсация полей, приводящая к неравномерности диаграммы направленности.However, in the angle sector between the directors, partial compensation of the fields is possible, leading to irregularity of the radiation pattern.
Недостатком антенны является отсутствие возможности формировать круговую диаграмму направленности в одной плоскости с повышенным коэффициентом направленного действия.The disadvantage of the antenna is the inability to form a circular radiation pattern in the same plane with an increased directional coefficient.
Техническим результатом полезной модели является повышение коэффициента направленного действия антенны при всенаправленности в одной из плоскости.The technical result of the utility model is to increase the directional coefficient of the antenna with omnidirectionality in one of the planes.
Для достижения указанного технического результата предлагается всенаправленная директорная антенна, состоящая из одного активного шлейф-вибратора в виде витка проводника, имеющего форму прямоугольника с закругленными углами, длина большей стороны которого составляет около половины длины электромагнитной волны, разомкнутого посередине одной большей стороны и подключенного в точках размыкания к линии питания, и множества пассивных вибраторов-директоров в виде отрезков проводника, имеющих длину меньше длины большой стороны активного шлейф-вибратора, расположенных параллельно им так, что средние точки больших сторон активного и пассивных вибраторов-директоров находятся в одной плоскости, при этом пассивные вибраторы-директоры расположены таким образом, что их средние точки расположены вдоль окружностей, центр которых совпадает с центром активного шлейф-вибратора, на одинаковом вдоль дуги окружности расстоянии от средних точек соседних пассивных вибраторов, а длины пассивных вибраторов-директоров, относящихся к одной окружности, равны, и на каждую окружность приходится не менее трех пассивных вибраторов. По мере увеличения радиуса окружностей, вдоль которых расположены пассивные вибраторы-директоры, то есть по мере удаления пассивных вибраторов-директоров от активного шлейф-вибратора, длины пассивных вибраторов-директоров не изменяются.To achieve this technical result, an omnidirectional director antenna is proposed, consisting of one active loop vibrator in the form of a coil of a conductor having the shape of a rectangle with rounded corners, the length of the larger side of which is about half the length of the electromagnetic wave, open in the middle of one larger side and connected at the break points to the power line, and many passive vibrator directors in the form of segments of the conductor having a length less than the length of the large side of the active a loop vibrator located parallel to them so that the midpoints of the large sides of the active and passive vibrator directors are in the same plane, while the passive vibrator directors are located so that their midpoints are located along circles whose center coincides with the center of the active loop -vibrator, at the same distance along the arc of a circle from the midpoints of adjacent passive vibrators, and the lengths of the passive directors-vibrators related to one circle are equal, and for each circle ditsya least three passive vibrators. As the radius of the circles along which the passive vibrators directors grows, that is, as the passive vibrators directors move away from the active loop vibrator, the lengths of the passive vibrators directors do not change.
Для уменьшения неравномерности ДН в предлагаемой полезной модели директоры размещаются не вдоль радиальных лучей, а по расходящимся окружностям. При этом число директоров на окружностях и их взаимные смещения могут быть различными. За счет увеличения числа директоров на окружности, числа окружностей или поворота директоров одной окружности относительно директоров другой окружности можно частично фокусировать излучения также в промежуточных (относительно радиальных) направлениях. Благодаря этому будет уменьшаться неравномерность ДН в плоскости, перпендикулярной вибраторам, и форма ДН приближается к круговой и это приводит к повышение коэффициента направленного действия антенны при всенаправленности в одной из плоскости в более широкой полосе частот за счет прямоугольной формы активного вибратора с закругленными углами, длина большей стороны которого составляет около половины длины электромагнитной волны, разомкнутого посередине одной большей стороныTo reduce the unevenness of the pattern in the proposed utility model, the directors are placed not along radial rays, but along diverging circles. Moreover, the number of directors on circles and their mutual displacements can be different. Due to the increase in the number of directors on a circle, the number of circles or the rotation of directors of one circle relative to directors of another circle, it is possible to partially focus radiation also in intermediate (relatively radial) directions. Due to this, the non-uniformity of the pattern in the plane perpendicular to the vibrators will decrease, and the shape of the pattern approaches a circular pattern and this leads to an increase in the directional coefficient of the antenna with omnidirectionality in one plane in a wider frequency band due to the rectangular shape of the active vibrator with rounded corners, the length is longer the side of which is about half the length of the electromagnetic wave, open in the middle of one larger side
На фиг. 1 изображена всенаправленная директорная антенна с активным вибратором в виде шлейф - вибратора Пистолькорса.In FIG. 1 shows an omnidirectional director antenna with an active vibrator in the form of a Pistolkors loop - vibrator.
Активный вибратор антенны представляет собой шлейф-вибратор Пистолькорса выполненный в виде витка проводника 1, имеющего форму прямоугольника с закругленными углами, длина больших сторон которого составляет около половины длины электромагнитной волны. Одна из больших сторон витка размыкается в своей середине. В точках размыкания 14 и 15 виток проводника подключается к линии питания.The active antenna vibrator is a Pistolkors loop vibrator made in the form of a coil of a
При этом пассивные вибраторы-директоры 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и 13 располагаются по окружностям, центры которых совпадают друг с другом и с активным вибратором 1. Расстояния между соседними пассивными вибраторами-директорами 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5, 5 и 2, расположенными на меньшей окружности равны. Также равны расстояния между пассивными вибраторами-директорами 6 и 7, 7 и 8, 8 и 9, 9 и 10, 10 и 11, 11 и 12, 12 и 13, 13 и 6, расположенными на большей окружности.In this case, the
Длины директоров 2, 3, 4 и 5 равны друг другу. Также равны длины директоров 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и 13. При этом длины директоров 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и 13 равны длинам директоров 2, 3, 4 и 5The lengths of
Всенаправленная директорная антенна работает следующим образом.Omnidirectional director antenna works as follows.
При подключении питания в точках 14, 15 к активному вибратору 1 в нем образуется стоячая волна тока, и активный вибратор начинает излучать электромагнитные волны. Поскольку длина активного вибратора близка к половине длины электромагнитной волны, то максимум излучения ориентирован по нормали к оси активного вибратора.When the power is connected at
Электромагнитное поле активного вибратора возбуждает токи в пассивных вибраторах-директорах 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и 13, приводя в движение имеющиеся в них свободные электроны. Длина пассивных вибраторов-директоров меньше длины активного вибратора, поэтому в них также образуется стоячая волна тока. В результате пассивные вибраторы-директоры создают вторичные электромагнитные волны, максимум интенсивности излучения которых приходится на направление, перпендикулярное к оси вибраторов.The electromagnetic field of the active vibrator excites currents in the
Длина пассивных вибраторов-директоров 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и 13 меньше длины активного вибратора 1. За счет этого достигается емкостной характер сопротивления пассивных вибраторов-директоров, в связи с чем, ток в пассивных вибраторах-директорах отстает по фазе от тока в активном вибраторе.The length of the
Поле всенаправленной директорной антенны в дальней зоне является суперпозицией первичного и вторичного электромагнитных полей, создаваемых активным вибратором 1 и пассивными вибраторами-директорами 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 соответственно. В плоскости, перпендикулярной пассивным вибраторам-директорам, в направлении от активного вибратора 1 к любому из пассивных вибраторов-директоров, например 2, фазовые сдвиги, получаемые полями в результате прохождения расстояний от одного вибратора к другому, будут компенсироваться фазовыми сдвигами, возникающими за счет разности фаз между токами в вибраторах 1 и 2, 1 и 3, 1 и 4 и т.д. В результате все поля будут складываться в фазе. В силу симметрии эта ситуация будет иметь место в направлении любого из пассивных вибраторов-директоров. Однако в секторе углов между пассивными вибраторами-директорами возможна частичная компенсация полей, приводящая к неравномерности диаграммы направленности.The field of the omnidirectional director antenna in the far zone is a superposition of the primary and secondary electromagnetic fields created by the
За счет взаимного влияния активного 1 и пассивных вибраторов-директоров 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и 13 входное сопротивление активного вибратора может оказаться низким, что затруднит его согласование с линией питания. Поскольку диаграмма направленности у шлейф - вибратора такая же, как у активного вибратора в виде отрезка проводника, то директорная антенна с активным вибратором в виде шлейф-вибратора Пистолькорса имеет такую же направленность что и как всенаправленная директорная антенна с активным симметричным полуволновым вибратором.Due to the mutual influence of active 1 and
В плоскости, проходящей через активный вибратор, всенаправленная директорная антенна работает подобно антенне «волновой канал». В направлении, перпендикулярном вибраторам 1 и 2, 1 и 3, 1 и 4 и т.д. первичное и вторичное поля таких пассивных вибраторов складываются в фазе, что приводит к повышению направленности в рассматриваемой плоскости по сравнению с одиночным активным вибратором 1.In a plane passing through an active vibrator, an omnidirectional director antenna works like a wave channel antenna. In the direction perpendicular to the
Работоспособность предложенной всенаправленной антенны подтверждается результатами компьютерного моделирования этой антенны в программе MMANA-GAL Pro 2.5.5.30:The performance of the proposed omnidirectional antenna is confirmed by the results of computer simulation of this antenna in the MMANA-GAL Pro 2.5.5.30 program:
- фиг. 2 - диаграмма направленности антенны с 4 пассивными вибраторами-директорами (фиг. 2, активный вибратор 1 и пассивные вибраторы-директоры 2, 3, 4, 5) в плоскости, перпендикулярной вибраторам (в плоскости всенаправленности);- FIG. 2 is a radiation pattern of an antenna with 4 passive vibrators directors (Fig. 2,
- фиг. 3 - диаграмма направленности антенны с 4 пассивными вибраторами-директорами (фиг. 2, активный вибратор 1 и пассивные вибраторы-директоры 2, 3, 4, 5) в плоскости, проходящей через активный вибратор;- FIG. 3 is a radiation pattern of an antenna with 4 passive vibrator directors (Fig. 2,
- фиг. 4 - диаграмма направленности антенны с 12 пассивными вибраторами-директорами (фиг. 2, активный вибратор 1, пассивные вибраторы-директоры 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13), расположенными по двум окружностям, в плоскости, перпендикулярной вибраторам (в плоскости всенаправленности);- FIG. 4 is a radiation pattern of an antenna with 12 passive vibrators directors (Fig. 2,
- фиг. 5 - диаграмма направленности антенны с 12 пассивными вибраторами-директорами (фиг. 2, активный вибратор 1, пассивные вибраторы-директоры 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13), расположенными по двум окружностям, в плоскости, проходящей через активный вибратор.- FIG. 5 is a radiation pattern of an antenna with 12 passive vibrator directors (Fig. 2,
По данным компьютерного моделирования выигрыш в коэффициенте направленного действия от применения 4 пассивных вибраторов-директоров по сравнению с одиночным вибратором составляет около 1,9 дБ.According to computer simulation, the gain in directional coefficient from the use of 4 passive directors-vibrators in comparison with a single vibrator is about 1.9 dB.
Предложенная всенаправленная директорная антенна в плоскости, перпендикулярной вибраторам, сохраняет всенаправленность, а в плоскости, параллельной им, имеет повышенный коэффициент направленного действия антенны по сравнению с одиночным вибратором.The proposed omnidirectional director antenna in the plane perpendicular to the vibrators, remains omnidirectional, and in the plane parallel to it, has an increased coefficient of directional action of the antenna compared to a single vibrator.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Федун И.В. Вибраторная антенна вертикальной поляризации… / Патент UA 88309 С2 от 12.10.2009 г.1. Fedun I.V. Vibrator antenna of vertical polarization ... / Patent UA 88309 C2 of 12.10.2009
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014128682/28U RU164860U1 (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014128682/28U RU164860U1 (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU164860U1 true RU164860U1 (en) | 2016-09-20 |
Family
ID=56893600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014128682/28U RU164860U1 (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU164860U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695026C1 (en) * | 2018-07-02 | 2019-07-18 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Antenna device with switched beam pattern based on passive elements with variable characteristics |
| RU2699936C1 (en) * | 2018-07-02 | 2019-09-11 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Antenna device with switched beam pattern |
-
2014
- 2014-07-14 RU RU2014128682/28U patent/RU164860U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695026C1 (en) * | 2018-07-02 | 2019-07-18 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Antenna device with switched beam pattern based on passive elements with variable characteristics |
| RU2699936C1 (en) * | 2018-07-02 | 2019-09-11 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Antenna device with switched beam pattern |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20140266953A1 (en) | Antenna having split directors and antenna array comprising same | |
| US10553962B2 (en) | Dipole antenna with beamforming ring | |
| US9799956B2 (en) | Three-dimensional compound loop antenna | |
| CN102790284A (en) | Antenna device with multiple boundaries and reflecting board thereof | |
| US11233335B2 (en) | Omnidirectional array antenna and beamforming method therefor | |
| JP2015070542A (en) | Antenna device | |
| CN106415928A (en) | antenna | |
| CN103219591A (en) | Wide beam circularly polarized microstrip antenna loaded with parasitic ring | |
| RU164860U1 (en) | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA | |
| CN104659489A (en) | Antenna device with large coverage area | |
| CN207475549U (en) | omnidirectional array antenna | |
| US20160020515A1 (en) | Dual-band antenna | |
| CN102496782B (en) | Omni-directional electronic control scanning antenna based on active frequency selection surfaces | |
| RU164857U1 (en) | DIRECTED DIRECTOR ANTENA | |
| RU164858U1 (en) | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA | |
| RU2346364C1 (en) | Circular antenna | |
| CN106229638B (en) | Aerial array and antenna | |
| RU2580406C1 (en) | Broadband directional zigzag quasi-shunt-fed antenna | |
| RU2640095C2 (en) | Milkin-kalitenkov triangle-arc circular polarization antenna | |
| RU71821U1 (en) | DIRECTED ANTENNA | |
| RU2593428C1 (en) | Horizontal band circularly polarised co-phased antenna system | |
| RU2838012C1 (en) | Antenna system | |
| RU2482579C1 (en) | Omnidirectional circular antenna | |
| RU2568340C1 (en) | Milkin's active antenna triangular and loop element | |
| RU2385518C2 (en) | Antenna system with circular or sector scanning |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200715 |