РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(19) RU (11) 232 983 (13) U1 (51) МПК H01Q 9/18 (2006.01)

(54) Комбинированная антенна

Полезная модель относится к антенной технике и может быть использована в качестве антенны приводной радиостанции для связи с подвижными воздушными или морскими объектами и при зондировании ионосферы.

Известно, что для связи с подвижными объектами, удаленными от радиостанции на расстояния 500 км и более, используются радиоволны, отраженные от ионосферы (один скачек или несколько, см. монографию Дэвис, К. 1973. Радиоволны в ионосфере, М.: Мир, 503 с., 1973). Для этого применяется антенна типа вертикальный диполь, излучающая радиоволны вдоль земной поверхности (см. Айзенберг Г.З. и др. Коротковолновые антенны (1985), М., Изд. Радио и связь, 536 с.) При приближении объекта к радиостанции он попадает в, так называемую, мертвую зону, в которую не попадает отраженная от ионосферы волна. Для установления связи с объектом находящимися на близких и средних удалениях (до 150-200 км от радиостанции) применяются дельта-антенны (см. https://www.rimr.ru/catalog/afu-ustroystva/) и излучающие радиоволны преимущественно в вертикальном направлении. При этом отраженная от ионосферы волна уверенно принимается в ближней зоне.

Известно применение антенн указанных выше типов на ионосферных станциях (ионозондах), которые измеряют критические частоты ионосферных слоев для определения оптимальных частот связи на заданных радиотрассах. При этом дельта-антенна применяется для вертикального зондирования, а вертикальный диполь для возвратно-наклонного зондирования (см. Рыжков Е.В. Антенны ионосферных станций вертикального зондирования // Сб. Трудов ЛЭИС, Ленинград, 1957, №3, Wright J.W., Ionosonde antennas. // Ionosonde network advisory group (IN7G), Ionospheric Station Information, Bulletin No. 62, January 1998, Павлов В.В. Антенны декаметрового диапазона для сетей наземного радиозондирования ионосферы широкополосными сигналами, диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва-2012, ИРЭ РАН). Достоинством антенн обоих типов является возможность их применения в широкой полосе частот, примерно от 1,5 до 15 МГц.

Изложенная выше схема связи с приближающимся подвижным объектом требует наличия двух антенн, что и является ее недостатком, поскольку применяемые для этого антенны являются довольно крупными сооружениями, поскольку излучение радиоволн в средневолновом диапазоне требует применения мачт высотой минимум 30-40 м и разнесения их в несколько сотен метров для уменьшения взаимного влияния на их диаграммы направленности. Естественно, это увеличивает стоимость радиостанции и требует достаточно большой площади для ее размещения, что может быть затруднительным вблизи воздушного или морского порта, или на территории научного полигона с ионозондом.

Техническое решение GB2114374 А, дата публ. 17.08.1983 г., согласно которому описывается комбинированная широкополосная антенна, выполненная в виде дельта-антенны, с согласующим трансформатором и коммутатором на два положения, содержащим контактные пары, ламели и ось, на которой они установлены, подключенную к переключающей штанге, может считаться патентом аналогом.

Техническим результатом полезной модели является изменение площадки для размещения самой радиостанции, а также упрощение процесса эксплуатации и планового технического обслуживания.

Сущность полезной модели поясняется чертежами: фиг.1, на которой приведена конструкция комбинированной антенны с коммутатором в положении с симметричным подключением антенны, состояние «А», и согласующим трансформатором, фиг.2, на которой представлена электрическая схема такого подключения, фиг.3 представляет диаграмму направленности комбинированной антенны в состоянии «Б», фиг.4 представляет конструкцию комбинированной антенны с коммутатором в положении с не симметричным подключением антенны, состояние «Б», и согласующим трансформатором, фиг.3 представляет электрическую схему такого подключения, фиг.3 представляет диаграмму направленности комбинированной антенны в состоянии «Б».

Комбинированная антенна представленная на Фиг. 1 состоит из антенного полотна 1, изготовленного из антенного канатика сечением 4-6 мм², установленного на мачте высотой 25-40 м, согласующего трансформатора 2, на вход которого поступает напряжение от передатчика а выход подключен к коммутатору 3 на два положения, содержащий шесть контактных пар 4 и шесть ламелей 5 на одной оси подключенной к переключающей их положение штанге 6. Выход коммутатора подключен к входным клеммам антенны 1.

Комбинированная антенна работает следующим образом. В состоянии «А» коммутатор 3 подключает выход согласующего трансформатора 2 напрямую к клеммам антенны, электрическая схема такого подключения показана на Фиг. 2. При таком положении антенна излучает преимущественно в зенит. Расчетная диаграмма направленности представлена на Фиг. 3.

При переключении коммутатора в положение «Б», Фиг. 4, одна из клемм антенны 1 оказывается заземленной, а вторая подключенной к выходу трансформатора 2. При таком положении антенна 1 превращается в вертикальный вибратор, электрическая схема которого показана на Фиг. 5 и преимущественно излучает вдоль земной поверхности с максимумом излучения под 23°, как показано на расчетной диаграмме направленности антенны, Фиг. 6.

Формула полезной модели

Комбинированная антенна для приводных радиостанций и ионозондов в диапазонах средних и коротких радиоволн, состоящая из дельта-антенны и согласующего трансформатора, отличающаяся тем, что между трансформатором и клеммами антенны включен коммутатор на два положения, содержащий контактные пары и ламели, расположенные на одной оси, подключенной к переключающей их положение штанге.