Винахід відноситься до антен. Заявлена ​​індуктивна антена, сформована з щонайменше двох пар сегментів, геометрично стикованих один з одним, кожна з яких містить перший і другий паралельні провідники, ізольовані один від одного, при цьому згадані пари відносяться до першого типу, в якому провідники перериваються в своїх середніх точках, утворюючи два сегменти, причому перший (відповідно другий) провідник одного сегмента підключений до другого (відповідно до першого) провідника іншого сегмента пари, або до другого типу, в якому перший провідник переривається приблизно у своїй середній точці, утворюючи два сегменти, і другий провідник не переривається. Технічним результатом є забезпечення великої індуктивної антени, адаптованої до передач діапазону частот від одного МГц до декількох сотень МГц. 2 н. та 10 з.п. ф-ли, 11 іл.

Область техніки, до якої належить винахід

Даний винахід у загальному випадку відноситься до антени і зокрема формування високочастотної індуктивної антени.

Винахід, зокрема, застосовується до антен, призначених для передач на радіочастотах порядку декількох МГц, наприклад, для систем зв'язку на основі безконтактних чіпових карт, радіометок або електромагнітних приймачів.

Рівень техніки

На фіг.1 дуже схематично показаний приклад індуктивної системи зв'язку на зразок тієї, до якої, як приклад, застосовується даний винахід.

Така система містить зчитуючий пристрій або базову станцію 1, що генерує електромагнітне поле, яке можуть реєструвати один або кілька приймачів 2, що знаходяться в цьому полі. Такі прийомовідповідачі 2 являють собою, наприклад, електронну мітку 2", встановлену на об'єкті з метою ідентифікації, безконтактну смарт-карту 2" або, більш загальному випадку, будь-який електромагнітний приймач-відповідач (позначений блоком 2 на фіг.1).

На стороні пристрою зчитування 1 послідовний резонансний контур сформований з резистора r, конденсатора C1 і індуктивного елемента L1 або антени. Цей контур порушується високочастотним генератором 12 (ВЧ), керованим (сполука 14) іншими схемами, які не показані, базової станції 1. Високочастотна несуча, в загальному випадку, модулюється (по амплітуді та/або по фазі) для передачі даних на приймач.

На стороні приймача 2 резонансний контур, в загальному випадку паралельний, містить індуктивний елемент або антену L2, з'єднану паралельно з конденсатором C2 і з навантаженням R, що представляє електронні схеми 22 приймача 2. Цей резонансний контур, перебуваючи в полі зчитує переданий базовою станцією. У разі безконтактної карти такі схеми, позначені блоком 22, що містять одну або кілька мікросхем, підключені до антени L2, у загальному випадку опорою карти, що підтримується. У випадку електронної мітки 2" індуктивний елемент L2 сформований з обмотки, що проводить, підключеної до електронної мікросхеми 22.

Хоча символічне уявлення у формі послідовного резонансного контуру на стороні базової станції і паралельного резонансного контуру на стороні приймача-відповідача є звичайним, на практиці можна знайти послідовні резонансні контури на стороні приймача-відповідача і паралельні резонансні контури на стороні базової станції.

Резонансні контури зчитувального пристрою та приймач-відповідача, в загальному випадку, налаштовані на ту саму резонансну частоту ω (L1.C1.ω 2 =L2.C2.ω 2 =1).

Приймачі відповідачі, у загальному випадку, не мають автономних джерел живлення і вилучають потужність, необхідну для їх роботи, з магнітного поля, що генерується базовою станцією 1.

Згідно з іншим прикладом застосування базова станція використовується для заряджання батареї або іншого елемента накопичення енергії приймача. У цьому випадку високочастотне поле, випромінюване базовою станцією, не потрібно модулювати передачі даних.

В індуктивній антені проводить ланцюг найчастіше є замкнутим ланцюгом, що проводить струм, призначений для генерації радіочастотного магнітного поля. Замкнений провідний ланцюг отримує живлення від радіочастотного генератора 12.

Коли розмір антени стає значним щодо довжини хвилі, циркуляція струму, призначеного для генерації магнітного поля по провіднику, не може. Амплітуда і фаза струму зазнають сильних змін уздовж ланцюга, через що антена більше не може діяти в індуктивній петлі. Також часто буває бажано мати на боці базової станції антену великого розміру в порівнянні з розміром антени приймача. Насправді, прийомовідповідачі, у загальному випадку, рухаються (підтримувані користувачем), коли надаються базової станції, і бажано, щоб вони могли реєструвати поле навіть у русі. В інших випадках бажано, щоб розмір області, де можливий зв'язок з приймачем, був значним. З іншого боку, корисно використовувати велику петлю індуктивну для забезпечення великої дальності зв'язку.

Чим довше ланцюг індуктивної антени, тим більше циркуляція струму вздовж ланцюга відрізняється від бажаної. Таким чином, існує значна зміна амплітуди і фази струму вздовж ланцюга, яке змінює і порушує просторовий розподіл магнітного поля, що генерується. Також існує збільшення електричних потенціалів між різними ділянками провідного ланцюга, через що поведінка антени стає чутливою до присутності діелектричних матеріалів у своєму найближчому оточенні.

Отже, довжина індуктивної петлі зазвичай обмежена.

Раніше було запропоновано ділити провідну петлю на елементи, що окремо мають однакову довжину, і повторно з'єднувати ці елементи з конденсаторами для забезпечення можливості використовувати велику петлю. Таке рішення описано, наприклад, патент US 5258766.

Раніше було запропоновано використовувати індуктивні петлі з перериванням екранування та інверсією провідника. Такі петлі, у випадку, називаються " петлями Мебіуса " . Такі структури описані, наприклад, у статті Дункана (P. H. Duncan) "Analysis of the Moebius Loop Magnetic Field Sensor", опублікованій в IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility, травень 1974. Однак такі структури все ж таки мають обмежену довжину.

Таким чином, є потреба у формуванні великої індуктивної антени.

Розкриття винаходу

Завданням варіанту здійснення цього винаходу є забезпечення індуктивної антени, що дозволяє повністю або частково подолати недоліки традиційних антен.

Іншим завданням варіанту здійснення цього винаходу є забезпечення антени, яка особливо добре адаптована до передач діапазону частот від одного МГц до декількох сотень МГц.

Ще одним завданням варіанту здійснення цього винаходу є забезпечення великої індуктивної антени (що вписується в площу поверхні, щонайменше в десять разів більшу) порівняно з антенами приймачів, з якими їй належить спільно працювати.

Ще одним завданням варіанту здійснення цього винаходу є забезпечення антеної структури, сумісної з різними компоновками.

Для вирішення всіх або деяких з цих та інших завдань даний винахід передбачає індуктивну антену, сформовану з щонайменше двох пар геометрично стикованих секцій, кожна з яких містить перший і другий паралельні провідні елементи, ізольовані один від одного, причому кожна пара містить на кожному кінці один висновок електричного з'єднання першого першого провідного елемента з провідним елементом сусідньої пари, в якій згадані пари можуть відноситися:

до першого типу, де провідні елементи перериваються приблизно посередині, утворюючи дві секції, причому перший, відповідно другий, провідний елемент секції підключений до другого відповідно першого, що проводить елементу іншої секції пари; або

до другого типу, де перший провідний елемент переривається приблизно посередині, утворюючи дві секції, і другий провідний елемент не переривається.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу провідні секції є поздовжньо-лінійними, причому антена утворює петлю, що має просторову геометрію будь-якого типу.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу, відповідні довжини провідних елементів вибираються згідно з резонансною частотою антени.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу відповідні довжини провідних елементів вибираються згідно погонної ємності між першим і другим провідними елементами.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу щонайменше один ємнісний елемент з'єднує між собою другі провідні елементи сусідніх пар або перший і другий провідні елементи однієї і тієї ж пари.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу щонайменше один резистивний елемент з'єднує між собою другі провідні елементи сусідніх пар або перший і другий провідні елементи однієї і тієї ж пари.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу кожна секція є секцією коаксіального кабелю.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу секції сформовані з кручених провідних елементів.

Даний винахід також передбачає систему для генерації високочастотного поля, що містить:

індуктивну антену; і

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу, згадана схема збудження містить високочастотний трансформатор, вторинна обмотка якого розташовується між першими провідними елементами двох сусідніх пар антени.

Короткий опис креслень

Вищеописані та інші завдання, ознаки та переваги цього винаходу будуть докладно розглянуті в наступному необмежувальному описі конкретних варіантів здійснення разом з кресленнями, на яких:

на фіг.1, описаної раніше, схематично показаний у формі блоків приклад радіочастотної системи зв'язку, до якої застосовується даний винахід;

фіг.2 - спрощене представлення варіанта здійснення індуктивної антени згідно винаходу;

фіг.3 демонструє варіант здійснення пари секцій першого типу антени, показаної на фіг.2;

фіг.4 - спрощене уявлення іншого варіанту здійснення індуктивної антени згідно винаходу;

фіг.5 демонструє електричну схему варіанта здійснення першого типу пари секцій антени;

фиг.5А демонструє еквівалентну електричну схему пари, показаної на фіг.5;

фіг.6 демонструє електричну схему варіанта здійснення другого типу пари секцій антени;

фиг.6А демонструє еквівалентну електричну схему пари, показаної на фіг.6;

фіг.7 демонструє варіант здійснення індуктивної антени та схем збудження та налаштування;

фиг.8А і 8B демонструють два інших варіанти здійснення пари секцій першого типу; і

фіг.9 демонструє інший варіант здійснення пари секцій другого типу.

Здійснення винаходу

Однакові елементи позначені однаковими позиціями посилання на різних кресленнях, виконаних з порушенням масштабу. Для наочності показані та будуть описані тільки елементи, корисні для розуміння цього винаходу. Зокрема, схеми збудження індуктивної антени не докладно описані, причому винахід сумісний з сигналами збудження, використовуваними в даний час для цього типу антени. Крім того, прийомовідповідачі, для яких призначені антени генерації поля, що підлягають опису, також не докладно описані, причому винахід сумісний з різними сучасними прийомовідповідачами, безконтактними картами, радіомітками і т.д.

На фіг.2 показаний спрощений вид антени згідно з варіантом здійснення цього винаходу.

У цьому варіанті здійснення передбачена стикування декількох секцій 32 та 34 коаксіального кабелю. Ці секції зібрані в пари 3, в кожній з яких дві секції 32 і 34 з'єднані, утворюючи з'єднання мебіусового типу, тобто жила першої 324 секції підключена до обплетення 342 другий секції в парі, а оплетка 322 підключена до жили 344 цієї другої секції.

У кращому прикладі, представленому на фіг.2, стикуються чотири пари 3 секцій. Електричне з'єднання 4 між двома сусідніми парами забезпечується тільки одним з провідних елементів. У прикладі, представленому на фіг.2, з'єднання 4 між двома сусідніми парами забезпечується відповідними обплетення протилежних секцій двох пар. Інший провідний елемент не підключений, тобто в прикладі, представленому на фіг.2, жили двох сусідніх пар не з'єднані.

Здається, простіше робити однорідний вибір для всіх секцій, щоб усі перші провідники відповідали або обплетенню, або жили всіх секцій. У цьому контексті провідний елемент одного типу, обплетення або жила буде використовуватися для з'єднання пар всієї антени. Оплетка є кращою, оскільки її вибір забезпечує найкраще електричне екранування. Як варіант, можна запропонувати забезпечувати з'єднання 4 за рахунок відповідних жил протилежних пар. Однак зберігається можливість робити різний вибір призначення першого провідника і другого провідника між першою секцією та другою секцією однієї і тієї ж пари, наприклад, вибирати обплетення як перший провідник для першої секції та жилу як перший провідник для другої секції. Таким чином, згідно з іншим варіантом можна запропонувати забезпечувати з'єднання 4 між двома сусідніми парами від жили до обплетення або навпаки.

На фіг.3 показано спрощене уявлення пари 3 двох секцій 32 і 34 антени, показаної на фіг.2, відповідних першому типу пари секцій. На рівні центрального з'єднання 36 провідна жила 324 секції 32 підключена до обплетення (або екрану) 342 секції 34, і обплетення 322 секції 32 підключена до жили 344 секції 34.

На фіг.4 показано спрощене уявлення іншого варіанту здійснення антени.

Дві пари 3 секцій 32 і 34 першого типу (з перехресним центральним з'єднанням - фіг.3) поперемінно підключаються до двох пар 5 секцій 52 і 54 коаксіального кабелю, причому центральне з'єднання 56 секцій відрізняється. У цих парах другого типу 5 секції 52 і 54 з'єднані своїми відповідними жилами 524 і 544, тоді як їх обплетення 522 і 542 не з'єднані. Стикові електричні з'єднання пар проте забезпечуються за допомогою взаємного з'єднання 4 обплетення при несполучених жилах.

Розподіл та кількість пар двох типів може змінюватись. Однак пари першого типу кращі.

Фіг.5 демонструє електричну схему першого типу пари 3 секцій.

Фіг.5A демонструє еквівалентну електричну схему пари, показаної на фіг.5.

Пара 3 секцій 32 та 34 містить два висновки 42 та 44 з'єднання з сусідніми парами. Висновок 42 підключений до першого провідного елемента 322 секції 32, який іншим своїм кінцем, підключений через перехресне взаємне з'єднання 36 до другого провідного елемента 344 секції 34, має непідключений вільний кінець 3441 (на стороні виведення 4). Другий провідний елемент 324 секції 32 має вільний кінець 3241 (на стороні виведення 42) та інший свій кінець, підключений з'єднанням 36 до першої секції 342 секції 34, інший кінець якої підключений до висновку 44.

Еквівалентна електрична схема такої пари показана на фиг.5А і передбачає послідовне електричне з'єднання індуктивності величиною L0 і конденсатора величиною C0, де L0 позначає індуктивність, відповідну сукупності секцій 322 і 342 провідника, що розглядається як один і той же провідник для обчислення C0 позначає всі внутрішні ємності, між житловою та обплетенням у разі коаксіального кабелю - між двома провідниками (між провідниками 322 та 324 та між провідниками 342 та 344) у разі інших варіантів здійснення. Згідно з наведеним вище описом, взаємні індуктивності між сукупністю секцій 322 і 342 (розглядається як провідник для обчислення) і сукупностями секцій, еквівалентних секціям 322 і 342 інших пар (також розглядаються як провідник для обчислення), незначно малі. Внаслідок формування у вигляді петель різні пари досить віддалені один від одного, що дозволяє нехтувати взаємними індуктивностями порівняно зі значенням L0, наприклад, розглянутим вище.

Нехтуючи омічними втратами у провідниках і діелектричними втратами між провідниками, импеданс пари секцій у цьому варіанті здійснення можна виразити у вигляді Z=jL0ω+1/jC0ω.

Фіг.6 демонструє електричну схему другого типу пари 5 секцій.

Фіг.6А демонструє еквівалентну електричну схему пари, показаної на фіг.6.

У парі 5 секцій 52 і 54 перший провідник 522 першої секції 52 підключений до першого виведення 42 доступу і інший кінець 5222 залишається відключеним (нез'єднаним). Перший провідний елемент 542 другий секції 54 залишається на стороні секції 52 відключеним (кінець 5422) і на іншому своєму кінці підключений до виведення 44 доступу до пари 5. Другий провідник 524 першої секції 52 підключений взаємним з'єднанням 56 до другого провідника 4 5241 та 5441 секцій 524 та 544 залишаються відключеними.

З електричної точки зору і згідно фіг.6, припускаючи, що провідники пар 3 і 5 мають однакову довжину, пара 5 передбачає послідовне з'єднання індуктивного елемента номіналом L0 з ємнісним елементом номіналом C0/4, де L0 позначає індуктивність, відповідну сукупності секцій5 провідника і C0 позначає всі внутрішні ємності (між провідниками 522 і 524 і між провідниками 542 і 544).

Імпеданс пари секцій у цьому варіанті здійснення можна виразити у вигляді Z=jL0ω+1/j(C0/4)ω.

З електричної точки зору дві пари послідовно з'єднаних секцій 3 еквівалентні одній парі секцій 5 подвоєної довжини.

Довжини будуть адаптовані до робочої частоти антени, завдяки чому кожна пара секцій дотримується налаштування, тобто LCω 2 =1. Можна бачити, що згідно з розподілом типів пар між парами 3 і 5 довжини провідних елементів і значення ємності погони між двома провідниками секції можуть змінюватися. Значення ємнісних елементів не є зневажливо малими, і антена менш чутлива до збурень свого середовища.

Формування антени з декількома парами секцій на кшталт показаних на фіг.5 і 6 дозволяє розділяти електричний ланцюг і не дозволяє використовувати занадто довгі індуктивні елементи, де струм, що тече по індуктивному замкненому ланцюгу, не може мати однорідні амплітуду і фазу вздовж всього ланцюга. Насправді з'єднання пар між собою еквівалентне послідовному з'єднанню кількох резонансних контурів з однаковою частотою резонансної. І тут знімається обмеження на довжину індуктивних антен.

Різні пари секцій необов'язково мають однакові довжини, забезпечені кожної пари, дотримання, можливо, з розміщенням з-поміж них конденсатора, підключеного між двома провідниками лише на рівні переходу між парами, резонансного співвідношення.

Фіг.7 демонструє варіант здійснення індуктивної антени та схем збудження та налаштування. Тут антена містить три пари 3 першого типу.

Схема 18 збудження являє собою високочастотний трансформатор, первинна обмотка 182 якого приймає сигнал збудження високочастотного генератора 12 (фіг.1) і в якому два виведення вторинної обмотки 184 підключені до висновків 42 і 44 двох сусідніх пар замість їх взаємного з'єднання 4. обмотка утворює це з'єднання між двома парами. Трансформатор переважно вибирати таким чином, щоб брати назад до сторони вторинної обмотки індуктивність, яка зневажливо мала на робочій частоті щодо значення L0, що, наприклад, має місце коли коефіцієнт зв'язку близький до 1.

Крім того, схема 16 налаштування з'єднує вільні кінці 3241 та 3441 провідників 324 та 344 цих двох пар, які, таким чином, з'єднуються. Схема 16 у прикладі, представленому на фіг.7, є резистивним (резистор R4) і ємнісним (конденсатор C4) ланцюгом. Функція конденсатора C4 полягає у регулюванні резонансної частоти антени. Функція резистора R4 полягає в налаштуванні добротності Q антени на вибране значення, наприклад, регулювання ширини смуги.

Конденсатори можна розміщувати між різними парами, підключати між провідними елементами однієї і тієї ж секції, між провідними елементами, що залишилися непідключеними (в даному випадку жилами секцій коаксіального кабелю), і точкою 42 або 44 з'єднання (в даному випадку оплетками секцій коаксіального кабелю), або між провідниками, що залишилися непідключеними, з'єднаних між собою секцій кожної пари, зниження резонансної частоти.

Довжину провідного елемента 324 або 344, що залишився непідключеним (в даному випадку жил), також можна зменшувати зниження повної ємності відповідної секції для збільшення резонансної частоти.

Аналогічно, резистивні елементи можна підключати між вільними кінцями провідних елементів між двома парами для регулювання та зниження добротності сформованої таким чином антени. Резистивні елементи можна вставляти замість взаємного з'єднання 4 між двома парами для зниження і регулювання добротності.

Різним секціям не обов'язково надавати прямолінійну форму. Згідно фіг.7, секції можуть розташовуватися у різних компонуваннях. Таким чином, замкнута антена винаходу може бути виконана у формі рамки, утворювати петлі, мати округлу форму, форми у трьох просторових вимірюваннях і т.д.

У наведених варіантах здійснення схеми регулювання були проілюстровані зі з'єднанням між парами. Слід зазначити, що як і у разі пар другого типу (5) такі схеми можна вставляти в самі пари секцій. В цьому випадку конденсатор, що підключається, з'єднує два не з'єднаних між собою вільних кінця елементів 522 і 542.

Резистивні елементи можна вставляти замість з'єднань між провідниками двох секцій однієї і тієї ж пари (першого типу 3 і другого типу 5) на переході 36 і 56 для зниження добротності.

На фиг.8А, 8В і 9 показані пари провідних секцій згідно з іншим варіантом здійснення цього винаходу. Цей варіант здійснення ілюструє, що пари провідних секцій можуть бути сформовані за допомогою кручених провідників, а не за допомогою коаксіальних секцій.

На фиг.8А і 8B показані два варіанти здійснення пари 3 секцій першого типу.

Згідно фиг.8А, дві секції крученого дроту з'єднані між собою аналогічно тому, що описано у зв'язку з секціями коаксіального кабелю.

Фіг.8В демонструє інший варіант здійснення перехресного взаємного з'єднання пари секцій, де перехрещення фактично досягається перевертанням провідника, до якого приєднаний вихідний висновок (наприклад, 44), щодо провідника, до якого приєднаний вхідний висновок (наприклад, 42), та провідні секції не перериваються всередині пари.

Фіг.9 демонструє варіант здійснення пари 5 секцій 52 і 54 другого типу, сформованих з кручених провідників.

Згідно з ще одним варіантом здійснення, який не показаний, пари секцій формуються з невитих провідників, екранованих чи ні.

Згідно з ще одним варіантом здійснення, який не показаний, пари секцій формуються доріжками, нанесеними на ізолюючу підкладку.

Антена, наприклад, визначена вище, також може бути визначена як що містить щонайменше дві геометрично зістиковані поздовжньо-лінійні вузлові зборки (3, 5, 3"), кожна з яких містить відповідно до своєї довжини перший і другий паралельні провідні елементи, ізольовані один від друга, і на кожному кінці у з'єднанні з першим провідним елементом один висновок електричного з'єднання з сусідньою вузловою збіркою і другий провідник електрично не підключений, де всі або частина вузлових збірок відносяться:

до першого типу, де кожен з першого та другого провідників переривається приблизно посередині та повторно підключається до іншого провідника вузлового складання; або

до другого типу, де перший провідник переривається приблизно посередині і другий провідник не переривається.

Відповідно до такого визначення провідний елемент у разі перехресного з'єднання (фіг.3, 5 і 8A) сформований з двох ділянок, електрично з'єднаних послідовно, провідних проводів (жили або оплетки), що відрізняються від використовуваного кабелю таким чином, що кожен висновок з'єднання підключений до провідника тієї ж природи (оплітки або жили) вузлового складання і при цьому електрично не підключений до іншого висновку.

Згідно з конкретним варіантом здійснення секції можна формувати, розрізаючи звичайні коаксіальні лінії. В даний час існують деякі з характеристичними імпедансами 50, 75 і 93 Ом, що мають відповідні значення ємності погонної 100 пФ/м, 60 пФ/м і 45 пФ/м. Наприклад, у разі перехресного з'єднання для 50-омного коаксіального кабелю можна отримати індуктивності L0 порядку одного мкГн.

Згідно з іншим конкретним варіантом здійснення, що передбачає використання захищених провідників (витих чи ні), кабелі мають погонну ємність між провідниками приблизно в межах від 30 до 40 пФ/м. Для таких кабелів можна отримати, наприклад, індуктивності L0, що мають значення приблизно між 2 і 3 мкГн.

Фіг.10 є спрощеним поданням антени згідно з іншим варіантом здійснення. Як і в інших варіантах здійснення, антена містить щонайменше дві пари (першого типу 3, фіг.5, або другого типу 5, фіг.6) секцій, кожна з яких сформована з паралельних провідних елементів, ізольованих один від одного. У прикладі, представленому на фіг.10, передбачається, що це пари секцій коаксіального кабелю. Ця структура завершується додатковою напівпарою, сформованою з двох провідних елементів першого типу 32, 34 або другого типу 52, 54. Замість установки на кінці антени напівпару можна встановлювати між двома парами. Додаткову напівпару можна використовувати для регулювання довжини антени.

На фіг.11 показано спрощене представлення варіанта, згідно з яким два сегменти 61 і 63 коаксіального кабелю механічно розміщені поруч паралельно один одному і їх обплетення електрично з'єднані один з одним щонайменше на двох кінцях для формування єдиного першого провідного елемента (з'єднання 67). Жили електрично з'єднані для формування єдиного другого провідного елемента (з'єднання 65 одному з кінців). Кожен елемент на кшталт проілюстрованого на фіг.11 утворює секцію 32, 34, 52 або 54 антеної структури. Перевага секції, що утворюється складанням сегментів, показаних на фіг.11, полягає у збільшенні погонної ємності секції між першим провідним елементом і другим провідним елементом. Це дозволяє зменшити необхідну довжину пари для однакової резонансної частоти і таким чином забезпечує додаткову гнучкість щодо геометрії антени.

При формуванні антен з коаксіальних секцій додаткова перевага обумовлена ​​ємністю між екраном і провідною жилою для формування індуктивних і ємнісних секцій, що мають збільшену ємність (що дозволяє робити їх більш короткими для тієї ж частоти), на відміну від провідного елемента.

Перевага описаних варіантів здійснення полягає в тому, що вони дозволяють формувати антени. великих розмірівдля застосування до резонансних частот більше одного МГц (зазвичай між 10 і 100 МГц). Таким чином, антени можна створювати на порталах, прилавках і т.д., забезпечуючи однорідну циркуляцію струму вздовж петлі для генерації бажаного поля.

Згідно з конкретним варіантом здійснення антена, адаптована до роботи на частоті 13,56 МГц, може бути виконана у формі прямокутної рамки приблизно 87 см на 75 см, сформованої з трьох пар провідників (тричі дві секції) першого типу у вигляді 50-омного коаксіального кабелю з погонної ємністю 100 пФ/м (діаметр обплетення 3,5 мм), розподіленого у двох парах, що мають L-подібну конфігурацію з осьовою довжиною 1,07 м (з індуктивністю L0 приблизно 1,22 мкГн або 1,21 мкГн, з урахуванням взаємної індуктивності), і одній парі, що має U-подібну конфігурацію з осьовою довжиною 1,08 м (з індуктивністю L0 приблизно 1,20 мкГн або 1,19 мкГн, з урахуванням взаємних індуктивностей). Резонансну частоту можна регулювати змінним конденсатором.

Були описані різні варіанти здійснення, і фахівці в даній галузі техніки можуть запропонувати різні зміни та модифікації. Зокрема, розміри, надані провідним секціям та ємнісним елементам, залежать від застосування, та їх обчислення не виходить за межі можливостей фахівців у даній галузі техніки, засновані на функціональних вказівках, заданих вище, та бажаних резонансній частоті та розмірі антени.

формула винаходу

1. Індуктивна антена, що містить щонайменше дві пари геометрично стикованих секцій (32, 34; 52, 54), кожна з яких містить перший (322, 342; 522, 542) і другий (324, 344; 524, 54) провідні елементи, ізольовані один від одного, причому кожна пара містить на кожному кінці один висновок електричного з'єднання (42, 44) свого першого провідного елемента з провідним елементом сусідньої пари, при цьому згадані пари можуть відноситися:
до першого типу (3), де провідні елементи перериваються посередині, утворюючи дві секції, причому перший, відповідно другий, провідний елемент секції підключений до другого відповідно першого, що проводить елементу іншої секції пари, або
до другого типу (5), де перший провідний елемент (522, 542) переривається посередині, утворюючи дві секції, і другий провідний елемент (524, 544) не переривається.

2. Антена за п.1, в якій провідні секції є поздовжньо-лінійними, причому антена утворює петлю, що має просторову геометрію будь-якого типу.

3. Антена за будь-яким з попередніх пунктів, в якій відповідні довжини провідних елементів (322, 324, 342, 344; 522, 524, 542, 544; 322", 324", 342", 344") вибираються згідно з резонами.

4. Антена за п.1, в якій відповідні довжини провідних елементів (322, 324, 342, 344; 522, 524, 542, 544; 322", 324", 342", 344") вибираються згідно з першою ємністю другим провідними елементами.

5. Антена по п.1, в якій щонайменше один ємнісний елемент (C4) з'єднує між собою другі провідні елементи сусідніх пар або перший і другий провідні елементи однієї і тієї ж пари.

6. Антена по п.1, в якій щонайменше один резистивний елемент (R4) з'єднує між собою другі провідні елементи сусідніх пар або перший і другий провідні елементи однієї і тієї ж пари.

7. Антена за п. 1, у якій кожна секція (32, 34, 52, 54) є секцією коаксіального кабелю.

8. Антена за п. 1, у якій кожна секція сформована з двох сегментів (61, 63) коаксіального кабелю.

9. Антена за п.1, у якій секції (32, 34, 52, 54, 32", 34") сформовані з кручених провідних елементів.

10. Антена по п.1, додатково містить напівпару, сформовану з секції двох провідних елементів, підключених до щонайменше однієї пари.

11. Система для генерації високочастотного поля, що містить
індуктивну антену за будь-яким із попередніх пунктів та
схему збудження антени високочастотним сигналом.

12. Система п.11, в якій згадана схема збудження містить високочастотний трансформатор (18), вторинна обмотка якого розташовується між першими провідними елементами двох сусідніх пар антени.

КВ Антени. Короткохвильові антенина аматорські діапазони є і залишаються однією з актуальних тем в радіоаматорстві. Початківець дивиться, яку антену застосувати і аси ефіру іноді переглядають, що нового виникло. Щоб не стояти на місці, а покращувати свої результати, ось ми і йдемо цим шляхом, розуміння і вдосконалення своїх антен. Можна навіть деяких радіоаматорів виділити в окрему групу Антенники.

Останнім часом антени та в готовому вигляді стали доступнішими. Але, навіть купивши таку антену разом із установкою, власник, у нашому випадку радіоаматор повинен мати уявлення. У моїй уяві починається все з місця, де наші антени будуть розміщені, потім самі антени. Вибір місця надано звичайно не всім, а тут ми можемо здорово виграти, та й як вибирати, чуття таке дано не всім, але є такі радіоаматори.

КВ Антени на першому місці

Технічно порівняти місце на КВ проблемно (на УКХ просто та вимірювання показують різницю в чотири децибели). Нехай пощастить тим, хто має такий вибір місця. На вч діапазони вибір антен у нас побільше і габарити терпимі, а ось на нч діапазони вибір антен в готовому вигляді поменше. Та й зрозуміло – п'ять елементів яги на діапазон 80 метрів не всім по кишені. Ось тут поле робіт може бути велике, якщо у радіоаматора є таке поле для розміщення антен на нч діапазони

Є така книга, де багато інформації з антен на нч діапазони

Аматорські антени коротких та ультракоротких хвиль

Антена є пристроєм, що у процесі передачі електромагнітної енергії з лінії живлення у вільний простір, і навпаки. Кожна антена має активний елемент, наприклад вібратор, а також може містити один або більше пасивних елементів. Активний елемент антени - вібратор, як правило. безпосередньо з'єднаний із лінією харчування. Поява змінної напруги на вібраторі пов'язане як із поширенням хвилі в лінії живлення, так і з виникненням електромагнітного поля навколо вібратора.

Ідеальна антена для радіоаматорських зв'язків на кв

Якими антенами користуємось ми, радіоаматори. Які нам потрібні? Чи потрібна нам ідеальна антена на метрові діапазони. Скажіть, що таких немає, і що ідеального взагалі нічого не буває. Тоді близько до ідеальної. А навіщо? Запитайте ви. Хто хоче досягати результатів, йти вперед він рано чи пізно підійде до цього питання. Розгляньмо, як розуміти за ідеальну антену на метрових аматорських діапазонах. Чому саме на аматорських метрових, та тому що наші кореспонденти знаходяться на різних відстанях у різні боки світу. Додамо сюди умови місцеві, де антена розташована, і умови проходження радіохвиль зараз на цих частотах. Вийде багато невідомих. Який кут випромінювання, яка поляризація буде максимальною у конкретний час з конкретним кореспондентом (територією).

Так, комусь може поталанити. З місцем вибору антен, висотою підвісу. То що треба робити? Щоб щастило завжди. Нам потрібна така антена, яка будь-якої миті часу матиме найкращі параметри для даного проходження радіохвиль з будь-якою територією. Докладніше = Ми скануємо (крутимо) антену азимутом це добре. Це перша умова. Друга умова = нам треба сканувати по кутку випромінювання у вертикальній площині. Якщо хтось не знає – залежно від умов проходження, сигнал може приходити під різними кутами від одного і того ж кореспондента. Третя умова – це поляризація. Сканування або зміна поляризації з горизонтальною на вертикальну поляризацію і назад, плавно або східчасто. Створивши та отримавши ці три умови в одній антені, ми отримаємо ідеальну антенудля радіоаматорського зв'язку на коротких хвилях

Ідеальна антена

Ідеальна антенатак що це таке. Якщо розглядати, наприклад супутникові антени, можливо стає наочніше, простіше для розуміння. Тут беремо розмір (діаметр тарілки) – це пряма залежність від посилення. Один супутник - взяли для прикладу антену 60см. діаметром. Рівень сигналу на вході приймача буде малий, і часом ми не побачимо. Візьмемо антену діаметром 130 см. Рівень у нормі, картинка стабільна. Тепер візьмемо антену діаметром 4 метри, і що ми можемо спостерігати. Іноді картинка пропадає. Так, тут можуть бути дві причини. Це вітер хитнув нашу 4-метрову антену і сигнал пропав. Цей супутник на орбіті не стабільно тримає свої координати. Ось і виходить з одного боку 4-метрова антена найкраща за посиленням, з іншого вона не оптимальна, отже, не ідеальна. В даному випадку оптимальна антена 130 см. В даному випадку чомусь не можна назвати її ідеальною.

Так і на метрових радіоаматорських діапазонах. Не завжди п'ять елементів яги на висоті 40 метрів для 80-метрового діапазону будуть оптимальними. Значить, не є ідеальними. Можна навіть навести кілька прикладів із практики. У своїх лабораторних роботах виготовив 3 елементи на 10-метровий діапазон. Пасивні елементи вигнуті усередину активного. Потім трьох – діапазонний варіант такої антени увійде до моди під відомою назвою. Послухав, покрутив і проводив зв'язки на цю антену, враження перше чудове. Тут і вихідні наблизилися, черговий контест. Але коли включився на десятку з цією антеною – то тиша, ось думаю, вчора гримів діапазон, а сьогодні немає проходу.

Час від часу вмикався на цей діапазон, щоб послухати, раптом почнеться прохід. При черговому заході на десятку, численні радіоаматорські станції приголомшили мене – почалося. І тут одразу виявляю, що підключена не та антена. Замість трьох елементів виявилася піраміда для 80-метрового діапазону. Перемикаю на 3елементи - тиша, на піраміду гримлять сигнали. Вийшов на вулицю, обстежив 3 елементи, може, що трапилося, ні, все нормально. Добре тоді попрацював на 28 мегагерц, багато зв'язків провів на піраміду для 80-метрового діапазону. У понеділок, вівторок така ж картина спостерігалася, і тільки в середу стало ніби на свої місця. На піраміду тиша, а на 3-елементи гримлять. У чому різниця? Різниця по кутку випромінювання.

У піраміді моєї випромінювання на 28мгц. під кутом 90 градусів, тобто в зеніті, а в 3-елементній нижче 20 градусів. Такий практичний приклад дає нам привід для роздумів. Інший приклад, коли був у нульовому районі. Чую на 20-ці виклик для нульового району, знаю, що у цього товариша антена за кілька тисяч доларів, що вона на гарній висоті і підсилювач потужності там не менше кіловата. Кличу його, а він не чує, вірніше, чує, але не може і позивно розібрати. Покрутив він свою дорогу антену, толку немає, і вголос він сказав типу, що немає сьогодні проходу. Тут на цій частоті чую – а мене сприймаєте. Та приймаю. Виявився сусід його та всього з п'ятьма ватами та антена така, що я вже забув (можливо, типу трикутника на 80). Ми провели радіозв'язок, і він був приємно здивований, знаючи, яка антена та потужність у сусіда. Не знаю, скільки там між ними метрів, кілометрів, але в тому випадку крута антена була безсила.

Антени на низькочастотні діапазони

Були такі лабораторні роботи і на 40 і на 80-метрові діапазони. Все це в пошуках, а яка антена краще. І є тут момент, де ще радіоаматорам є можливість попрацювати над такою антеною, щоб вона була будь-якої миті часу оптимальна, а значить і ідеальна. Частково радіоаматори використовують деякі моменти, які мають бути закладені в ідеальну антену. Найпростіше це налаштування за азимутом. Друге по кутку випромінювання - ставимо однакові антени на різних щоглах, на різній висоті або на одній при цьому комутуючи в стеки. Отримуємо різні кути випромінювання. А також різні антениз різною поляризацією деякі мають. Але це частково, а не загалом. Та й дехто скаже, а навіщо таку антену. Десять кіловат та перше місце у кишені. Так, ваш вибір. При цьому ви обманюєте не лише всіх, а насамперед самого себе. Або хто вже давно застосовує таку антену на КВ (на УКХ є), де закладено властивості ідеальної антени.

Наші антени

кв антени

Для багатьох радіоаматорів ця тема була, є і буде однією з найбільш затребуваних. Яку антену вибрати, яку купити. У тому й іншому випадку нам її монтувати встановлювати, налаштовувати, тут нам потрібні якісь знання з антеної тематики, тут допоможуть журнали книги з антеної тематики. Щоб, зрештою, ми зрозуміли щось. Що антена у радіоаматора має стояти одним із перших рядків. Що ксв - це не показник і за ним і не треба гнатися насамперед. Що антена з ксв=2 може набагато краще працювати, ніж з ксв=1. Що ккд падає зі збільшенням елементів та багато іншого.

кв антени

Логоперіодична дротяна антена для діапазону 40 метрів. Декілька варіантів антен «sloper» для низькочастотних діапазонів 40,80,160 метрів. Сканована антена RA6AA, налаштування, використовувані деталі. У журналі Радіоаматор 1 1991. Читати повністю.

Практика налаштування та монтажу антен. Підйом щогли. Варіанти кріплення полотен антен до дерева.

У сьомому номері за 91 рік журналу Радіоаматор RA6AEG розповідає про свою Мантенну.

Вся ця інформація в першу чергу, що вже має позивний аматорської радіостанції. Також усім іншим, хто ще не прийшов на КВ.

Власники патенту RU 2566608:

Винахід відноситься до антен. Заявлена ​​індуктивна антена, сформована з щонайменше двох пар сегментів, геометрично стикованих один з одним, кожна з яких містить перший і другий паралельні провідники, ізольовані один від одного, при цьому згадані пари відносяться до першого типу, в якому провідники перериваються в своїх середніх точках, утворюючи два сегменти, причому перший (відповідно другий) провідник одного сегмента підключений до другого (відповідно до першого) провідника іншого сегмента пари, або до другого типу, в якому перший провідник переривається приблизно у своїй середній точці, утворюючи два сегменти, і другий провідник не переривається. Технічним результатом є забезпечення великої індуктивної антени, адаптованої до передач діапазону частот від одного МГц до декількох сотень МГц. 2 н. та 10 з.п. ф-ли, 11 іл.

Область техніки, до якої належить винахід

Даний винахід у загальному випадку відноситься до антени і зокрема формування високочастотної індуктивної антени.

Винахід, зокрема, застосовується до антен, призначених для передач на радіочастотах порядку декількох МГц, наприклад, для систем зв'язку на основі безконтактних чіпових карт, радіометок або електромагнітних приймачів.

Рівень техніки

На фіг.1 дуже схематично показаний приклад індуктивної системи зв'язку на зразок тієї, до якої, як приклад, застосовується даний винахід.

Така система містить зчитуючий пристрій або базову станцію 1, що генерує електромагнітне поле, яке можуть реєструвати один або кілька приймачів 2, що знаходяться в цьому полі. Такі прийомовідповідачі 2 являють собою, наприклад, електронну мітку 2", встановлену на об'єкті з метою ідентифікації, безконтактну смарт-карту 2" або, більш загальному випадку, будь-який електромагнітний приймач-відповідач (позначений блоком 2 на фіг.1).

На стороні пристрою зчитування 1 послідовний резонансний контур сформований з резистора r, конденсатора C1 і індуктивного елемента L1 або антени. Цей контур порушується високочастотним генератором 12 (ВЧ), керованим (сполука 14) іншими схемами, які не показані, базової станції 1. Високочастотна несуча, в загальному випадку, модулюється (по амплітуді та/або по фазі) для передачі даних на приймач.

На стороні приймача 2 резонансний контур, в загальному випадку паралельний, містить індуктивний елемент або антену L2, з'єднану паралельно з конденсатором C2 і з навантаженням R, що представляє електронні схеми 22 приймача 2. Цей резонансний контур, перебуваючи в полі зчитує переданий базовою станцією. У разі безконтактної карти такі схеми, позначені блоком 22, що містять одну або кілька мікросхем, підключені до антени L2, у загальному випадку опорою карти, що підтримується. У випадку електронної мітки 2" індуктивний елемент L2 сформований з обмотки, що проводить, підключеної до електронної мікросхеми 22.

Хоча символічне уявлення у формі послідовного резонансного контуру на стороні базової станції і паралельного резонансного контуру на стороні приймача-відповідача є звичайним, на практиці можна знайти послідовні резонансні контури на стороні приймача-відповідача і паралельні резонансні контури на стороні базової станції.

Резонансні контури зчитувального пристрою та приймач-відповідача, в загальному випадку, налаштовані на ту саму резонансну частоту ω (L1.C1.ω 2 =L2.C2.ω 2 =1).

Приймачі відповідачі, у загальному випадку, не мають автономних джерел живлення і вилучають потужність, необхідну для їх роботи, з магнітного поля, що генерується базовою станцією 1.

Згідно з іншим прикладом застосування базова станція використовується для заряджання батареї або іншого елемента накопичення енергії приймача. У цьому випадку високочастотне поле, випромінюване базовою станцією, не потрібно модулювати передачі даних.

В індуктивній антені проводить ланцюг найчастіше є замкнутим ланцюгом, що проводить струм, призначений для генерації радіочастотного магнітного поля. Замкнений провідний ланцюг отримує живлення від радіочастотного генератора 12.

Коли розмір антени стає значним щодо довжини хвилі, циркуляція струму, призначеного для генерації магнітного поля по провіднику, не може. Амплітуда і фаза струму зазнають сильних змін уздовж ланцюга, через що антена більше не може діяти в індуктивній петлі. Також часто буває бажано мати на боці базової станції антену великого розміру в порівнянні з розміром антени приймача. Насправді, прийомовідповідачі, у загальному випадку, рухаються (підтримувані користувачем), коли надаються базової станції, і бажано, щоб вони могли реєструвати поле навіть у русі. В інших випадках бажано, щоб розмір області, де можливий зв'язок з приймачем, був значним. З іншого боку, корисно використовувати велику петлю індуктивну для забезпечення великої дальності зв'язку.

Чим довше ланцюг індуктивної антени, тим більше циркуляція струму вздовж ланцюга відрізняється від бажаної. Таким чином, існує значна зміна амплітуди і фази струму вздовж ланцюга, яке змінює і порушує просторовий розподіл магнітного поля, що генерується. Також існує збільшення електричних потенціалів між різними ділянками провідного ланцюга, через що поведінка антени стає чутливою до присутності діелектричних матеріалів у своєму найближчому оточенні.

Отже, довжина індуктивної петлі зазвичай обмежена.

Раніше було запропоновано ділити провідну петлю на елементи, що окремо мають однакову довжину, і повторно з'єднувати ці елементи з конденсаторами для забезпечення можливості використовувати велику петлю. Таке рішення описано, наприклад, патент US 5258766.

Раніше було запропоновано використовувати індуктивні петлі з перериванням екранування та інверсією провідника. Такі петлі, у випадку, називаються " петлями Мебіуса " . Такі структури описані, наприклад, у статті Дункана (P. H. Duncan) "Analysis of the Moebius Loop Magnetic Field Sensor", опублікованій в IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility, травень 1974. Однак такі структури все ж таки мають обмежену довжину.

Таким чином, є потреба у формуванні великої індуктивної антени.

Розкриття винаходу

Завданням варіанту здійснення цього винаходу є забезпечення індуктивної антени, що дозволяє повністю або частково подолати недоліки традиційних антен.

Іншим завданням варіанту здійснення цього винаходу є забезпечення антени, яка особливо добре адаптована до передач діапазону частот від одного МГц до декількох сотень МГц.

Ще одним завданням варіанту здійснення цього винаходу є забезпечення великої індуктивної антени (що вписується в площу поверхні, щонайменше в десять разів більшу) порівняно з антенами приймачів, з якими їй належить спільно працювати.

Ще одним завданням варіанту здійснення цього винаходу є забезпечення антеної структури, сумісної з різними компоновками.

Для вирішення всіх або деяких з цих та інших завдань даний винахід передбачає індуктивну антену, сформовану з щонайменше двох пар геометрично стикованих секцій, кожна з яких містить перший і другий паралельні провідні елементи, ізольовані один від одного, причому кожна пара містить на кожному кінці один висновок електричного з'єднання першого першого провідного елемента з провідним елементом сусідньої пари, в якій згадані пари можуть відноситися:

до першого типу, де провідні елементи перериваються приблизно посередині, утворюючи дві секції, причому перший, відповідно другий, провідний елемент секції підключений до другого відповідно першого, що проводить елементу іншої секції пари; або

до другого типу, де перший провідний елемент переривається приблизно посередині, утворюючи дві секції, і другий провідний елемент не переривається.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу провідні секції є поздовжньо-лінійними, причому антена утворює петлю, що має просторову геометрію будь-якого типу.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу, відповідні довжини провідних елементів вибираються згідно з резонансною частотою антени.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу відповідні довжини провідних елементів вибираються згідно погонної ємності між першим і другим провідними елементами.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу щонайменше один ємнісний елемент з'єднує між собою другі провідні елементи сусідніх пар або перший і другий провідні елементи однієї і тієї ж пари.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу щонайменше один резистивний елемент з'єднує між собою другі провідні елементи сусідніх пар або перший і другий провідні елементи однієї і тієї ж пари.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу кожна секція є секцією коаксіального кабелю.

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу секції сформовані з кручених провідних елементів.

Даний винахід також передбачає систему для генерації високочастотного поля, що містить:

індуктивну антену; і

Згідно з варіантом здійснення цього винаходу, згадана схема збудження містить високочастотний трансформатор, вторинна обмотка якого розташовується між першими провідними елементами двох сусідніх пар антени.

Короткий опис креслень

Вищеописані та інші завдання, ознаки та переваги цього винаходу будуть докладно розглянуті в наступному необмежувальному описі конкретних варіантів здійснення разом з кресленнями, на яких:

на фіг.1, описаної раніше, схематично показаний у формі блоків приклад радіочастотної системи зв'язку, до якої застосовується даний винахід;

фіг.2 - спрощене представлення варіанта здійснення індуктивної антени згідно винаходу;

фіг.3 демонструє варіант здійснення пари секцій першого типу антени, показаної на фіг.2;

фіг.4 - спрощене уявлення іншого варіанту здійснення індуктивної антени згідно винаходу;

фіг.5 демонструє електричну схему варіанта здійснення першого типу пари секцій антени;

фиг.5А демонструє еквівалентну електричну схему пари, показаної на фіг.5;

фіг.6 демонструє електричну схему варіанта здійснення другого типу пари секцій антени;

фиг.6А демонструє еквівалентну електричну схему пари, показаної на фіг.6;

фіг.7 демонструє варіант здійснення індуктивної антени та схем збудження та налаштування;

фиг.8А і 8B демонструють два інших варіанти здійснення пари секцій першого типу; і

фіг.9 демонструє інший варіант здійснення пари секцій другого типу.

Здійснення винаходу

Однакові елементи позначені однаковими позиціями посилання на різних кресленнях, виконаних з порушенням масштабу. Для наочності показані та будуть описані тільки елементи, корисні для розуміння цього винаходу. Зокрема, схеми збудження індуктивної антени не докладно описані, причому винахід сумісний з сигналами збудження, використовуваними в даний час для цього типу антени. Крім того, прийомовідповідачі, для яких призначені антени генерації поля, що підлягають опису, також не докладно описані, причому винахід сумісний з різними сучасними прийомовідповідачами, безконтактними картами, радіомітками і т.д.

На фіг.2 показаний спрощений вид антени згідно з варіантом здійснення цього винаходу.

У цьому варіанті здійснення передбачена стикування декількох секцій 32 та 34 коаксіального кабелю. Ці секції зібрані в пари 3, в кожній з яких дві секції 32 і 34 з'єднані, утворюючи з'єднання мебіусового типу, тобто жила першої 324 секції підключена до обплетення 342 другий секції в парі, а оплетка 322 підключена до жили 344 цієї другої секції.

У кращому прикладі, представленому на фіг.2, стикуються чотири пари 3 секцій. Електричне з'єднання 4 між двома сусідніми парами забезпечується тільки одним з провідних елементів. У прикладі, представленому на фіг.2, з'єднання 4 між двома сусідніми парами забезпечується відповідними обплетення протилежних секцій двох пар. Інший провідний елемент не підключений, тобто в прикладі, представленому на фіг.2, жили двох сусідніх пар не з'єднані.

Здається, простіше робити однорідний вибір для всіх секцій, щоб усі перші провідники відповідали або обплетенню, або жили всіх секцій. У цьому контексті провідний елемент одного типу, обплетення або жила буде використовуватися для з'єднання пар всієї антени. Оплетка є кращою, оскільки її вибір забезпечує найкраще електричне екранування. Як варіант, можна запропонувати забезпечувати з'єднання 4 за рахунок відповідних жил протилежних пар. Однак зберігається можливість робити різний вибір призначення першого провідника і другого провідника між першою секцією та другою секцією однієї і тієї ж пари, наприклад, вибирати обплетення як перший провідник для першої секції та жилу як перший провідник для другої секції. Таким чином, згідно з іншим варіантом можна запропонувати забезпечувати з'єднання 4 між двома сусідніми парами від жили до обплетення або навпаки.

На фіг.3 показано спрощене уявлення пари 3 двох секцій 32 і 34 антени, показаної на фіг.2, відповідних першому типу пари секцій. На рівні центрального з'єднання 36 провідна жила 324 секції 32 підключена до обплетення (або екрану) 342 секції 34, і обплетення 322 секції 32 підключена до жили 344 секції 34.

На фіг.4 показано спрощене уявлення іншого варіанту здійснення антени.

Дві пари 3 секцій 32 і 34 першого типу (з перехресним центральним з'єднанням - фіг.3) поперемінно підключаються до двох пар 5 секцій 52 і 54 коаксіального кабелю, причому центральне з'єднання 56 секцій відрізняється. У цих парах другого типу 5 секції 52 і 54 з'єднані своїми відповідними жилами 524 і 544, тоді як їх обплетення 522 і 542 не з'єднані. Стикові електричні з'єднання пар проте забезпечуються за допомогою взаємного з'єднання 4 обплетення при несполучених жилах.

Розподіл та кількість пар двох типів може змінюватись. Однак пари першого типу кращі.

Фіг.5 демонструє електричну схему першого типу пари 3 секцій.

Фіг.5A демонструє еквівалентну електричну схему пари, показаної на фіг.5.

Пара 3 секцій 32 та 34 містить два висновки 42 та 44 з'єднання з сусідніми парами. Висновок 42 підключений до першого провідного елемента 322 секції 32, який іншим своїм кінцем, підключений через перехресне взаємне з'єднання 36 до другого провідного елемента 344 секції 34, має непідключений вільний кінець 3441 (на стороні виведення 4). Другий провідний елемент 324 секції 32 має вільний кінець 3241 (на стороні виведення 42) та інший свій кінець, підключений з'єднанням 36 до першої секції 342 секції 34, інший кінець якої підключений до висновку 44.

Еквівалентна електрична схема такої пари показана на фиг.5А і передбачає послідовне електричне з'єднання індуктивності величиною L0 і конденсатора величиною C0, де L0 позначає індуктивність, відповідну сукупності секцій 322 і 342 провідника, що розглядається як один і той же провідник для обчислення C0 позначає всі внутрішні ємності, між житловою та обплетенням у разі коаксіального кабелю - між двома провідниками (між провідниками 322 та 324 та між провідниками 342 та 344) у разі інших варіантів здійснення. Згідно з наведеним вище описом, взаємні індуктивності між сукупністю секцій 322 і 342 (розглядається як провідник для обчислення) і сукупностями секцій, еквівалентних секціям 322 і 342 інших пар (також розглядаються як провідник для обчислення), незначно малі. Внаслідок формування у вигляді петель різні пари досить віддалені один від одного, що дозволяє нехтувати взаємними індуктивностями порівняно зі значенням L0, наприклад, розглянутим вище.

Нехтуючи омічними втратами у провідниках і діелектричними втратами між провідниками, импеданс пари секцій у цьому варіанті здійснення можна виразити у вигляді Z=jL0ω+1/jC0ω.

Фіг.6 демонструє електричну схему другого типу пари 5 секцій.

Фіг.6А демонструє еквівалентну електричну схему пари, показаної на фіг.6.

У парі 5 секцій 52 і 54 перший провідник 522 першої секції 52 підключений до першого виведення 42 доступу і інший кінець 5222 залишається відключеним (нез'єднаним). Перший провідний елемент 542 другий секції 54 залишається на стороні секції 52 відключеним (кінець 5422) і на іншому своєму кінці підключений до виведення 44 доступу до пари 5. Другий провідник 524 першої секції 52 підключений взаємним з'єднанням 56 до другого провідника 4 5241 та 5441 секцій 524 та 544 залишаються відключеними.

З електричної точки зору і згідно фіг.6, припускаючи, що провідники пар 3 і 5 мають однакову довжину, пара 5 передбачає послідовне з'єднання індуктивного елемента номіналом L0 з ємнісним елементом номіналом C0/4, де L0 позначає індуктивність, відповідну сукупності секцій5 провідника і C0 позначає всі внутрішні ємності (між провідниками 522 і 524 і між провідниками 542 і 544).

Імпеданс пари секцій у цьому варіанті здійснення можна виразити у вигляді Z=jL0ω+1/j(C0/4)ω.

З електричної точки зору дві пари послідовно з'єднаних секцій 3 еквівалентні одній парі секцій 5 подвоєної довжини.

Довжини будуть адаптовані до робочої частоти антени, завдяки чому кожна пара секцій дотримується налаштування, тобто LCω 2 =1. Можна бачити, що згідно з розподілом типів пар між парами 3 і 5 довжини провідних елементів і значення ємності погони між двома провідниками секції можуть змінюватися. Значення ємнісних елементів не є зневажливо малими, і антена менш чутлива до збурень свого середовища.

Формування антени з декількома парами секцій на кшталт показаних на фіг.5 і 6 дозволяє розділяти електричний ланцюг і не дозволяє використовувати занадто довгі індуктивні елементи, де струм, що тече по індуктивному замкненому ланцюгу, не може мати однорідні амплітуду і фазу вздовж всього ланцюга. Насправді з'єднання пар між собою еквівалентне послідовному з'єднанню кількох резонансних контурів з однаковою частотою резонансної. І тут знімається обмеження на довжину індуктивних антен.

Різні пари секцій необов'язково мають однакові довжини, забезпечені кожної пари, дотримання, можливо, з розміщенням з-поміж них конденсатора, підключеного між двома провідниками лише на рівні переходу між парами, резонансного співвідношення.

Фіг.7 демонструє варіант здійснення індуктивної антени та схем збудження та налаштування. Тут антена містить три пари 3 першого типу.

Схема 18 збудження являє собою високочастотний трансформатор, первинна обмотка 182 якого приймає сигнал збудження високочастотного генератора 12 (фіг.1) і в якому два виведення вторинної обмотки 184 підключені до висновків 42 і 44 двох сусідніх пар замість їх взаємного з'єднання 4. обмотка утворює це з'єднання між двома парами. Трансформатор переважно вибирати таким чином, щоб брати назад до сторони вторинної обмотки індуктивність, яка зневажливо мала на робочій частоті щодо значення L0, що, наприклад, має місце коли коефіцієнт зв'язку близький до 1.

Крім того, схема 16 налаштування з'єднує вільні кінці 3241 та 3441 провідників 324 та 344 цих двох пар, які, таким чином, з'єднуються. Схема 16 у прикладі, представленому на фіг.7, є резистивним (резистор R4) і ємнісним (конденсатор C4) ланцюгом. Функція конденсатора C4 полягає у регулюванні резонансної частоти антени. Функція резистора R4 полягає в налаштуванні добротності Q антени на вибране значення, наприклад, регулювання ширини смуги.

Конденсатори можна розміщувати між різними парами, підключати між провідними елементами однієї і тієї ж секції, між провідними елементами, що залишилися непідключеними (в даному випадку жилами секцій коаксіального кабелю), і точкою 42 або 44 з'єднання (в даному випадку оплетками секцій коаксіального кабелю), або між провідниками, що залишилися непідключеними, з'єднаних між собою секцій кожної пари, зниження резонансної частоти.

Довжину провідного елемента 324 або 344, що залишився непідключеним (в даному випадку жил), також можна зменшувати зниження повної ємності відповідної секції для збільшення резонансної частоти.

Аналогічно, резистивні елементи можна підключати між вільними кінцями провідних елементів між двома парами для регулювання та зниження добротності сформованої таким чином антени. Резистивні елементи можна вставляти замість взаємного з'єднання 4 між двома парами для зниження і регулювання добротності.

Різним секціям не обов'язково надавати прямолінійну форму. Згідно фіг.7, секції можуть розташовуватися у різних компонуваннях. Таким чином, замкнута антена винаходу може бути виконана у формі рамки, утворювати петлі, мати округлу форму, форми у трьох просторових вимірюваннях і т.д.

У наведених варіантах здійснення схеми регулювання були проілюстровані зі з'єднанням між парами. Слід зазначити, що як і у разі пар другого типу (5) такі схеми можна вставляти в самі пари секцій. В цьому випадку конденсатор, що підключається, з'єднує два не з'єднаних між собою вільних кінця елементів 522 і 542.

Резистивні елементи можна вставляти замість з'єднань між провідниками двох секцій однієї і тієї ж пари (першого типу 3 і другого типу 5) на переході 36 і 56 для зниження добротності.

На фиг.8А, 8В і 9 показані пари провідних секцій згідно з іншим варіантом здійснення цього винаходу. Цей варіант здійснення ілюструє, що пари провідних секцій можуть бути сформовані за допомогою кручених провідників, а не за допомогою коаксіальних секцій.

На фиг.8А і 8B показані два варіанти здійснення пари 3 секцій першого типу.

Згідно фиг.8А, дві секції крученого дроту з'єднані між собою аналогічно тому, що описано у зв'язку з секціями коаксіального кабелю.

Фіг.8В демонструє інший варіант здійснення перехресного взаємного з'єднання пари секцій, де перехрещення фактично досягається перевертанням провідника, до якого приєднаний вихідний висновок (наприклад, 44), щодо провідника, до якого приєднаний вхідний висновок (наприклад, 42), та провідні секції не перериваються всередині пари.

Фіг.9 демонструє варіант здійснення пари 5 секцій 52 і 54 другого типу, сформованих з кручених провідників.

Згідно з ще одним варіантом здійснення, який не показаний, пари секцій формуються з невитих провідників, екранованих чи ні.

Згідно з ще одним варіантом здійснення, який не показаний, пари секцій формуються доріжками, нанесеними на ізолюючу підкладку.

Антена, наприклад, визначена вище, також може бути визначена як що містить щонайменше дві геометрично зістиковані поздовжньо-лінійні вузлові зборки (3, 5, 3"), кожна з яких містить відповідно до своєї довжини перший і другий паралельні провідні елементи, ізольовані один від друга, і на кожному кінці у з'єднанні з першим провідним елементом один висновок електричного з'єднання з сусідньою вузловою збіркою і другий провідник електрично не підключений, де всі або частина вузлових збірок відносяться:

до першого типу, де кожен з першого та другого провідників переривається приблизно посередині та повторно підключається до іншого провідника вузлового складання; або

до другого типу, де перший провідник переривається приблизно посередині і другий провідник не переривається.

Відповідно до такого визначення провідний елемент у разі перехресного з'єднання (фіг.3, 5 і 8A) сформований з двох ділянок, електрично з'єднаних послідовно, провідних проводів (жили або оплетки), що відрізняються від використовуваного кабелю таким чином, що кожен висновок з'єднання підключений до провідника тієї ж природи (оплітки або жили) вузлового складання і при цьому електрично не підключений до іншого висновку.

Згідно з конкретним варіантом здійснення секції можна формувати, розрізаючи звичайні коаксіальні лінії. В даний час існують деякі з характеристичними імпедансами 50, 75 і 93 Ом, що мають відповідні значення ємності погонної 100 пФ/м, 60 пФ/м і 45 пФ/м. Наприклад, у разі перехресного з'єднання для 50-омного коаксіального кабелю можна отримати індуктивності L0 порядку одного мкГн.

Згідно з іншим конкретним варіантом здійснення, що передбачає використання захищених провідників (витих чи ні), кабелі мають погонну ємність між провідниками приблизно в межах від 30 до 40 пФ/м. Для таких кабелів можна отримати, наприклад, індуктивності L0, що мають значення приблизно між 2 і 3 мкГн.

Фіг.10 є спрощеним поданням антени згідно з іншим варіантом здійснення. Як і в інших варіантах здійснення, антена містить щонайменше дві пари (першого типу 3, фіг.5, або другого типу 5, фіг.6) секцій, кожна з яких сформована з паралельних провідних елементів, ізольованих один від одного. У прикладі, представленому на фіг.10, передбачається, що це пари секцій коаксіального кабелю. Ця структура завершується додатковою напівпарою, сформованою з двох провідних елементів першого типу 32, 34 або другого типу 52, 54. Замість установки на кінці антени напівпару можна встановлювати між двома парами. Додаткову напівпару можна використовувати для регулювання довжини антени.

На фіг.11 показано спрощене представлення варіанта, згідно з яким два сегменти 61 і 63 коаксіального кабелю механічно розміщені поруч паралельно один одному і їх обплетення електрично з'єднані один з одним щонайменше на двох кінцях для формування єдиного першого провідного елемента (з'єднання 67). Жили електрично з'єднані для формування єдиного другого провідного елемента (з'єднання 65 одному з кінців). Кожен елемент на кшталт проілюстрованого на фіг.11 утворює секцію 32, 34, 52 або 54 антеної структури. Перевага секції, що утворюється складанням сегментів, показаних на фіг.11, полягає у збільшенні погонної ємності секції між першим провідним елементом і другим провідним елементом. Це дозволяє зменшити необхідну довжину пари для однакової резонансної частоти і таким чином забезпечує додаткову гнучкість щодо геометрії антени.

При формуванні антен з коаксіальних секцій додаткова перевага обумовлена ​​ємністю між екраном і провідною жилою для формування індуктивних і ємнісних секцій, що мають збільшену ємність (що дозволяє робити їх більш короткими для тієї ж частоти), на відміну від провідного елемента.

Перевага описаних варіантів здійснення полягає в тому, що вони дозволяють формувати антени великих розмірів для резонансних частот більше одного МГц (зазвичай між 10 і 100 МГц). Таким чином, антени можна створювати на порталах, прилавках і т.д., забезпечуючи однорідну циркуляцію струму вздовж петлі для генерації бажаного поля.

Згідно з конкретним варіантом здійснення антена, адаптована до роботи на частоті 13,56 МГц, може бути виконана у формі прямокутної рамки приблизно 87 см на 75 см, сформованої з трьох пар провідників (тричі дві секції) першого типу у вигляді 50-омного коаксіального кабелю з погонної ємністю 100 пФ/м (діаметр обплетення 3,5 мм), розподіленого у двох парах, що мають L-подібну конфігурацію з осьовою довжиною 1,07 м (з індуктивністю L0 приблизно 1,22 мкГн або 1,21 мкГн, з урахуванням взаємної індуктивності), і одній парі, що має U-подібну конфігурацію з осьовою довжиною 1,08 м (з індуктивністю L0 приблизно 1,20 мкГн або 1,19 мкГн, з урахуванням взаємних індуктивностей). Резонансну частоту можна регулювати змінним конденсатором.

Були описані різні варіанти здійснення, і фахівці в даній галузі техніки можуть запропонувати різні зміни та модифікації. Зокрема, розміри, надані провідним секціям та ємнісним елементам, залежать від застосування, та їх обчислення не виходить за межі можливостей фахівців у даній галузі техніки, засновані на функціональних вказівках, заданих вище, та бажаних резонансній частоті та розмірі антени.

1. Індуктивна антена, що містить щонайменше дві пари геометрично стикованих секцій (32, 34; 52, 54), кожна з яких містить перший (322, 342; 522, 542) і другий (324, 344; 524, 54) провідні елементи, ізольовані один від одного, причому кожна пара містить на кожному кінці один висновок електричного з'єднання (42, 44) свого першого провідного елемента з провідним елементом сусідньої пари, при цьому згадані пари можуть відноситися:
до першого типу (3), де провідні елементи перериваються посередині, утворюючи дві секції, причому перший, відповідно другий, провідний елемент секції підключений до другого відповідно першого, що проводить елементу іншої секції пари, або
до другого типу (5), де перший провідний елемент (522, 542) переривається посередині, утворюючи дві секції, і другий провідний елемент (524, 544) не переривається.

2. Антена за п.1, в якій провідні секції є поздовжньо-лінійними, причому антена утворює петлю, що має просторову геометрію будь-якого типу.

3. Антена за будь-яким з попередніх пунктів, в якій відповідні довжини провідних елементів (322, 324, 342, 344; 522, 524, 542, 544; 322", 324", 342", 344") вибираються згідно з резонами.

4. Антена за п.1, в якій відповідні довжини провідних елементів (322, 324, 342, 344; 522, 524, 542, 544; 322", 324", 342", 344") вибираються згідно з першою ємністю другим провідними елементами.

5. Антена по п.1, в якій щонайменше один ємнісний елемент (C4) з'єднує між собою другі провідні елементи сусідніх пар або перший і другий провідні елементи однієї і тієї ж пари.

6. Антена по п.1, в якій щонайменше один резистивний елемент (R4) з'єднує між собою другі провідні елементи сусідніх пар або перший і другий провідні елементи однієї і тієї ж пари.

7. Антена за п. 1, у якій кожна секція (32, 34, 52, 54) є секцією коаксіального кабелю.

8. Антена за п. 1, у якій кожна секція сформована з двох сегментів (61, 63) коаксіального кабелю.

9. Антена за п.1, у якій секції (32, 34, 52, 54, 32", 34") сформовані з кручених провідних елементів.

10. Антена по п.1, додатково містить напівпару, сформовану з секції двох провідних елементів, підключених до щонайменше однієї пари.

11. Система для генерації високочастотного поля, що містить
індуктивну антену за будь-яким із попередніх пунктів та
схему збудження антени високочастотним сигналом.

12. Система п.11, в якій згадана схема збудження містить високочастотний трансформатор (18), вторинна обмотка якого розташовується між першими провідними елементами двох сусідніх пар антени.

Винахід відноситься до антеної техніки. Трикомпонентний приймальний антеневий пристрій містить металеву основу, на якій розміщені дві взаємно ортогональні приймальні магнітні антени на стрижневих феритових сердечниках з обмотками на кожному з сердечників, три симетруючих трансформатора, три роз'єми, ємнісну антену, торцеві елементи антенного зниження. При цьому диференціальні висновки обмоток через симетруючі трансформатори з'єднані з відповідними роз'ємами. Електричні екрани антен виконані з поздовжніми щілинами, лінії зв'язку виконані екранованими, магнітні антени зміщені відносно один одного по вертикалі, розташовані над металевою основою, площина якого паралельна поздовжнім осям магнітних антен, обмотки кожної з магнітних антен поміщені у власний електричний екран. Ємнісна антена містить верхній та нижній металеві електроди, що складаються з чотирьох плоских сегментів, які розташовані аксіально симетрично в одній площині навколо центральної осі пристрою та електрично з'єднані між собою у загальній точці. Причому площина верхнього електрода розташована над верхньою магнітною антеною, а площина нижнього електрода розташована під нижньою магнітною антеною. Технічний результат – усунення двозначності визначення пеленгу. 3 іл.

Винахід відноситься до приймальних магнітних антен з всеспрямованою діаграмою спрямованості і може бути використане в польових умовах в приймальному приймальнику персоналу МНС і т.п. для прийому радіосигналів команд та аварійного оповіщення. Магнітна антена складається з двох котушок індуктивності, виконаних на двох феромагнітних осердях, розташованих під кутом 90° відносно один одного. Причому котушки індуктивності електрично підключені синфазно, а їх кінців паралельно підключений додатково введений конденсатор. Технічний результат полягає у отриманні всебічної діаграми спрямованості. 1 іл.

Винахід відноситься до антен метрового діапазону хвиль. Рамкова антена містить провідну трубку (ПТ) з першим кінцем і другим кінцем, зігнуту в кільце з утворенням зазору між першим і другим кінцями, фідер, додатково містить першу провідну втулку (ППВ) і другу провідну втулку (ВПВ), що узгоджує відрізок кабелю ) з першим кінцем і другим кінцем, при цьому ППВ встановлена ​​в ПТ в області першого її кінця з утворенням точки гальванічного контакту з ПТ, ВПВ встановлена ​​в ПТ в області другого її кінця з утворенням точки гальванічного контакту з ПТ, СІК прокладено в ПТ через ВПВ з утворенням в області зазору точки гальванічного контакту між зовнішнім провідником СОК і ВПВ, другий кінець СОК розімкнуто і ні з чим не з'єднаний, в області, діаметрально протилежній зазначеному зазору, виконано отвір, фідер введений в ПТ через зазначений отвір і прокладений в ПТ до першого її кінця, зовнішній провідник фідера в області зазору з'єднаний з ППВ з утворенням точки гальванічного контакту, центральний провідник фідера прол ожен в області проміжку з утворенням точки гальванічного контакту з центральним провідником СІК. Технічний результат полягає у можливості точного настроювання рамкової антени на робочу (резонансну) частоту. 7 іл.

Винахід відноситься до галузі радіотехніки, а саме до рамкових антен, що використовуються як джерело магнітного поля. Випромінювальна антена містить дві ідентичні рамки, кожна з яких являє собою металеву трубку, що має поперечний розріз, що ділить трубку на дві ізольовані один від одного рівні частини, всередині якої розташований провідник, та електрично пов'язане з рамками узгоджувальний пристрій. Узгоджуючий пристрій має металевий корпус, на якому закріплені зазначені металеві трубки, з розташованим усередині його циліндричним резистором, вісь симетрії якого збігається з віссю симетрії корпусу, а до кожного з торців приєднана збірка паралельно з'єднаних і радіально чіп-конденсаторів розташованих. При цьому резистор, зазначені складання та рамки антени електрично з'єднані між собою з утворенням моста, в діагональ якого включений резистор, в одну пару плечей включені зазначені складання чіп-конденсаторів, а в іншу - провідники рамок антени. Технічний результат полягає в розширенні діапазону робочих частот випромінюючої антени. 3 н.п. ф-ли, 4 іл.

Винахід відноситься до антен. Заявлена ​​індуктивна антена, сформована з щонайменше двох пар сегментів, геометрично стикованих один з одним, кожна з яких містить перший і другий паралельні провідники, ізольовані один від одного, при цьому згадані пари відносяться до першого типу, в якому провідники перериваються в своїх середніх точках, утворюючи два сегменти, причому перший провідник одного сегмента підключений до другого провідника іншого сегмента пари, або другого типу, в якому перший провідник переривається приблизно у своїй середній точці, утворюючи два сегменти, і другий провідник не переривається. Технічним результатом є забезпечення великої індуктивної антени, адаптованої до передач діапазону частот від одного МГц до декількох сотень МГц. 2 н. та 10 з.п. ф-ли, 11 іл.

5.4. Перешкоди прийому сигналів

5.5. Основи теорії інформації

5.5.2. Інформаційні характеристики каналу зв'язку

5.6. Основи теорії кодування

5.6.1. Основні поняття та визначення

5.6.2. Класифікація кодів

5.6.3. Основні завдання теорії кодування

5.6.4. Перешкодостійкі блокові систематичні коди

5.7. Основи мереж електрозв'язку

Глава 6. Авіаційний електрозв'язок

6.1. Класифікація та призначення авіаційного електрозв'язку

6.2. Сучасний стан та перспективи розвитку авіаційного електрозв'язку відповідно до системи cns/atm

6.2.1. Існуюча система авіаційного електрозв'язку

6.2.2. Перспективна концепція зв'язку

6.3. Мережі авіаційного фіксованого електрозв'язку

6.4. Мережі авіаційного повітряного електрозв'язку

6.5. Аеронавігаційна телекомунікаційна мережа atn

6.6. Протоколи інформаційного обміну авіаційної мережі електрозв'язку (ATN)

6.6.1. Аналіз протоколів бортової підмережі

6.6.2. Протоколи підмережі «повітря-земля»

Існуючі режими лінії передачі даних мв підмережі acars, vdl-2, vdl-2 та vdl-4 розглянуті вище.

6.6.3. Аналіз протоколів підмережі «земля-земля»

6.6.4. Можливість використання мережі на основі протоколів х.25

6.6.5. Можливості використання технології FrameRelay

6.6. Авіаційне радіомовлення

Глава 7. Засоби авіаційного електрозв'язку

7.1. Класифікація об'єктів та засобів авіаційного електрозв'язку

7.2. Засоби радіозв'язку овч діапазону

7.2.1. Радіозасоби серії «Фазан-19»

Основні технічні характеристики наземних засобів радіозв'язку овч-діапазону

7.2.3. Радіообладнання серії «R&S Series 200»

Основні технічні характеристики радіозасобів Фазан-19

Технічні характеристики багатоканальних вівч-приймача r&s eu230a, увч-приймача r&s ed230a наведені в табл. 7.3.

Технічні характеристики багатоканальних

Технічні характеристики овч передавача r&s su250a, увч передавача r&s sd230a

7.2.2. Радіозасоби серії «Серія 2000»

Основні етх радіопередавача Серії 2000

Основні етх радіоприймача Серії 2000

7.2.3. Автономні радіоретранслятори овч-діапазону

Багатофункціональний автономний радіоретранслятор "Габік"

Автономний радіоретранслятор "АНР-1"

Основні етх аррт «анр-1»

7.2.4. Автоматизовані приймально-передавальні центри

Автоматизований приймально-передавальний центр на основі радіозасобів Фазан-19

Автоматизований приймально-передавальний центр на основі радіозасобів серії 2000

7.2.4. Алларатура та обладнання високочастотних трактів радіоцентрів овч-діапазону

Основні технічні характеристики шау «В'ятка»

Електричні характеристики if-1Av-125-r/2

7.5. Антени, антенні комплекси, антенні поля

Технічні характеристики антенного пристрою анк-100-150

Основні технічні характеристики антен овч-діапазону

Основні технічні характеристики антени 2004v

Основні технічні характеристики антени оа 2001v

7.2.6. Бортові радіостанції овч-діапазону

Основні технічні характеристики радіостанцій «Юрок» та «Бриз»

5. Вимикач аварійного прийому; Потенціометр початковий

8. Перемикач частоти, мГц.

7.3. Засоби авіаційного електрозв'язку вч-діапазону

7.3.1. Радіообладнання вч-діапазону серії «Пірс»

Основні технічні характеристики наземних засобів радіозв'язку вч-діапазону

Основні етх радіостанції серії «Пірс»

Основні ці радіопередавачі серії «Пірс»

Основні ці прийомопередавачі серії «Пірс»

7.3.3. Алларатура та обладнання високочастотних трактів радіоцентрів вч-діапазону

Технічні характеристики дук 16х16

Технічні характеристики шау-21

7.3.4. Антени, антенні комплекси, антенні поля вч-діапазону

Характеристики передавальних антен ргд і лпа

Конструктивні характеристики антен 3бс-2 та про-2

Рекомендації щодо вибору приймальних антен

7.3.5. Бортові радіостанції вч-діапазону

Основні технічні дані

7.4. Засоби авіаційного супутникового зв'язку Супутникові системи зв'язку

7.3.4. Антени, антенні комплекси, антенні поля вч-діапазону

У загальному випадку до передавальних та приймальних антен пред'являються різні вимоги, що визначають та характеризують їх електродинамічний режим. Проте основне принципове відмінність вимог таке:

для передавальних антен першому плані висувається вимога щодо забезпечення якнайбільшого ККД;

для приймальних антен першому плані висувається вимога щодо забезпечення високої завадостійкості, тобто. високого КНД та відсутності або низького рівня бічних пелюсток.

Більшість спрямованих передавальних і приймальних антен ВЧ діапазону являють собою антенні решітки, хоча на вигляд їх часто важко віднести до розряду антенних решіток: ромбічні антени (РГ, РГД), вібраторні антени хвилі (БС, БСВН), що біжить, логоперіодичні.

Передавальні антени

В даний час на передавальних радіостанціях і радіоцентрах для зв'язку на малі (до 300 км) та середні (до 1000 км) дальності застосовують слабоспрямовані діапазонні антени типу ВГ, ВГД, ВГДШ (вібратор горизонтальний (діапазонний) (шунтовий)) (ВГ, де l –довжина плеча вібратора; h- Висота підвісу антени над землею; d– діаметр кільця вібратора.), а також антени УГД та УГДШ (кутова горизонтальна діапазонна (шунтова) антени), що мають у горизонтальній площині кругову діаграму спрямованості. Для перекриття діапазону хвиль від 12 до 150 м необхідний антенний комплекс із п'яти антен типу ВГДШ (рис. 7.40):

ВГДШ ; ВГДШ ; ВГДШ
; ВГДШ
та ВГДШ
.

Основними недоліками цих антен є низький коефіцієнт посилення (КУ) та їхня слабка спрямованість, що призводить до створення перешкод на великих територіях.

Для усунення зазначених недоліків застосовують передачі сигналів спрямовані антени. Дотепер як передавальних спрямованих діапазонних антен широко застосовують ромбічні антени РГ, РГД (РГ , де Ф –половина тупого кута ромба; a– відношення довжини сторони ромба до оптимальної довжини хвилі ромбічної антени λ 0; b- відношення висоти підвісу до оптимальної довжини хвилі ромбічної антени 0). Для роботи в ДКМ діапазоні на різні відстані зв'язку з використанням даних типів антен необхідний антенний комплекс з 4 - 5 антен: РГД 57/1,7-0,5 - для трас протяжністю 600-1000 км; РГД 65/2,8-0,6 - для трас завдовжки 1000-2000 км; РГД 65/4-1 - для трас завдовжки 2000-4000 км; РГД (70/6) 1,25 - для трас довжиною понад 4000 км.

вид збоку

б) вид зверху

Рис. 7.40. Антена ВГДШ

Ромбічні антени типу РГ мають великий рівень бічних пелюсток (до 70% від максимальної в робочому діапазоні частот). Даного недоліку а) позбавлена ​​синфазна решітка з двох ідентичних антен РГ, рознесених у горизонтальній площині, що називається подвійним ромбом (РГД). Крім того, антена РГД має вдвічі більший коефіцієнт спрямованої дії (КНД). Перевага ромбів - високий ККД.

Основними недоліками «всеспрямованого» антенного комплексу на антенах типу РГД є велика площа, яку займає антене поле, велика його вартість і складність в експлуатації через велику висоту підвісу антен (20 – 35 м).

Для забезпечення випромінювання на відстані до 2000-3000 км рекомендується застосовувати логоперіодичні антени. Використання ЛПА дозволяє скоротити загальну кількість антени на ПРЦ і суттєво зменшити розміри антенного поля не стільки за рахунок малих габаритів антени, скільки за рахунок її широкодіапазонності. Основні характеристики ЛПА порівняно з антенами РГД наведено у табл. 7.20.

Поворотна ЛПА дозволяє оперативно змінювати напрями випромінювання для роботи з довільно орієнтованими кореспондентами на відстані до 2000-3000 км. Ця антена може бути змонтована на щогловій опорі, встановленій як на поверхні землі, так і на даху будівлі.

Таблиця 7.20

\р.л. конструкції\антени\...

Високочастотні підсилювачі проти антен

Цей матеріал корисний для тих, хто хотів би витратити гроші для поліпшення якості зв'язку з максимальною ефективністю.

А. Дубінін RZ3GE, А. Калашніков RW3AMC

Не всі, але багато радіоаматорів, рано чи пізно стикаються з проблемою покращення якості зв'язку. Запитань при цьому виникає багато, але основних, як правило, лише два: купувати потужний лінійний підсилювач чи покращувати антенну систему? І той і інший багато в чому можна зарахувати до розряду філософських. Ну а спробуємо докладно розглянути їх із погляду матеріальних витрат та ергономіки, тобто. - Поліпшення споживчих якостей радіосистеми і, на основі цих роздумів спробуємо дати поради, якими деякі з вас зможуть навіть спробувати скористатися.

В останні роки у світі спостерігається стійка тенденція до зменшення потужності передавачів там, де така можливість існує. Це зумовлено впровадженням нового напряму розвитку сучасної техніки - енергозбереження, що дозволяє економити запаси корисних копалин, що постійно виснажуються, які в свою чергу, використовуються для виробництва електричної енергії, і все більш гучними заявами "зелених" про шкоду будь-якого радіовипромінювання. Ці факти, природно, не є визначальними при виборі способу покращення ефективності зв'язку для мільйонів радіоаматорів у всьому світі. Їм (в т.ч. нам) весь час хочеться далі-більше-потужніше, навіть якщо при цьому доведеться одягнутися в свинцеві халати! Комусь потрібен перший DXCC, комусь 9В WAZ, і так до безкінечності! Нагромадження нагород, які прославляють нас самих, для деяких стає метою життя №1! З віком це перетворюється на звичку, і зупинитись вже неможливо.

Перше, що радисту спадає на думку при бажанні виділитися серед інших - це виготовити надзвичайно потужний підсилювач. Однак при детальному розгляді завдання факти вказують на те, що встановлення надмірно потужного лінійного підсилювача для збільшення рівня випромінюваного сигналу є далеко не оптимальним рішенням. Одним з таких фактів є співвідношення ціна/якість досягнутого результату. Ну а в нашій країні проблема ціни задоволення поки що залишається у цьому питанні, мабуть, головною.

Перед подальшим розглядом питання зробимо невеликий відступ для короткого ознайомлення з деяким приладом: т.зв. - S-метром, призначеним для оцінки сили сигналу за S-шкалою відповідно. Таким приладом забезпечені всі трансивери, що промислово випускаються. Шкала цього приладу є нелінійною, а ціна поділу його шкали відповідає зміні сигналу на 6 дБ. Таким чином, 1 бал відповідає 6 дБ. Показання S-метра будь-якого трансівера не можна розглядати як абсолютно точні і, іноді, навіть як приблизні (не можна забувати, що на KB рівень сигналу, що приходить з ефіру взагалі НЕ МОЖНА порівнювати з тим, що прийшов РАНІ через випадковий характер його шляху від випромінювача до приймача, ще складніше це зробити в режимі SSB, тому що амплітуда сигналу змінюється через зміни рівня голосу оператора). Ці показання придатні лише щодо якісного аналізу ступеня збільшення випромінюваної потужності передавального устройства.

Тепер проведемо якесь практичне заняття. Спробуємо поступово збільшувати вихідну потужність передавача та спостерігати наскільки змінюються показання S-метра на приймачі вашого кореспондента та побудуємо графік, у якому відображаються витрати на придбання відповідного підсилювача. Відомо, що для збільшення сили сигналу на стороні, що приймає, на 3 дБ необхідно збільшити потужність підсилювача передавальної станції В ДВА РАЗИ! Зауважимо, що 3 дБ відповідають лише половині одного розподілу шкали S-метра, тобто. рівно пів-балу!

Відповідно, для збільшення сили сигналу на стороні, що приймає, всього на один бал за шкалою S-метра необхідно збільшити потужність передавача вже в Чотири рази! Використовуючи таку нехитру арифметику, можна підрахувати ступінь збільшення потужності вихідного сигналу вашого кореспондента виходячи з показань S-метра. На рис. 1 показані три шкали S-метра з показаннями, що відповідають різним потужностям підсилювача кореспондента, що ілюструють це правило.

Таким чином, застосування підсилювача потужністю 1 кВт замість 100-ватного викликає збільшення сигналу на приймачі вашого кореспондента приблизно на 10 дБ (1.5 бала по S-метру), що, безумовно, є дуже помітною подією для оператора, але стає ще більш помітним, коли розумієш, що платити за це задоволення доводиться близько 1500$. Саме стільки коштує кіловатний підсилювач невисокої якості. Купівля підсилювача потужністю 1,5 кВт (всього на 500 Вт потужніший!) обійдеться вже в суму близько 2500 $ (приклади наведені нижче), а на S-метрі ви побачите збільшення показань на 0.5 бала. Тут йдеться про середню вартість промислових KB підсилювачів для аматорських цілей, за винятком виробів вітчизняних кулібіних та устрою Міністерства оборони.

Цікавий висновок: у цьому випадку різниця між 5-6 та 5-8 буде коштувати близько 2500$. Однак витрати радіоаматорів, які вибрали саме цей шлях для покращення своїх досягнень, не обмежуються витратами на підсилювач. Наприклад: у випадках, коли підсилювач не має вихідного контуру, необхідно використовувати антенний тюнер. Вартість тюнерів, що випускаються промисловістю, розрахованих на потужність 300 Вт, становить в середньому 500 $. Ну і, звичайно, не варто забувати про плату за електроенергію. Підсилювач, вихідна потужність якого становить 500 Вт, споживає приблизно 1000 Вт із мережі. Така пропорція зберігається і за інших потужностей. Наприклад, улюблена багатьма ГУ-78 за 4 кВт в антені споживає з мережі вже близько 8 кВт. А промислові широкосмугові передавачі типу "БРИГ" (1кВт), "Полум'я" (10 кВт) і подібні до них, працюють з ККД всього близько 30% - далі вважайте самі. При підрахунках врахуйте також і те, що ця апаратура є джерелом перешкод іншим електронним пристроям, що працюють. Насамперед - звичайно, телебаченню. Підсилювачі потужності створюють багато незручностей для любителів нескінченних телесеріалів, з якими хочеш не хочеш - доводиться рахуватися. З багатьма проблемами, пов'язаними з перешкодами телебаченню, допоможуть впоратися різного роду фільтри. Вони також коштують грошей. (Зовсім недавно випуск деяких з них освоєний саратівською компанією REMO. Дешевше і краще, ніж імпортні...)

Але якщо станція знаходиться в сільській місцевості, то брак електроенергії взагалі не дасть зробити навіть довгого “а-а-а-а-а, раз, два, три...”. У дерев'яних сільських будинках і будинках "нових росіян" одна з найважливіших проблем - пожежна безпека. Вогнегасники та якість проведення стануть постійним головним болем. У результаті набіжить чимала сума. Це лише основні аспекти, пов'язані з використанням потужного підсилювача.

А зараз розглянемо докладніше іншу можливість покращення якості зв'язку: використання ефективної антеної системи. На що необхідно звернути увагу у цьому випадку:

Перше. Необхідно розуміти, що: підсилювачі посилюють тільки сигнал передавача і, на відміну від антен, нічого не роблять для покращення прийому.

Друге. Вкрай важливою властивістю антени є можливість зменшувати рівень сигналу, що заважає, за рахунок використання її спрямованих властивостей. Обертаючи антену, можна досягати оптимального її напряму, відповідного найбільш якісному прийому сигналу, тобто. покращувати ставлення сигнал/шум - найважливіший параметр радіозв'язку.

Вартість антени, що забезпечує аналогічний приріст рівня сигналу на передачу, буде на порядок меншою, ніж вартість потужного підсилювача. Як мовилося раніше, збільшення потужності вихідного підсилювача на 6 дБ (всього 1 бал на S-метрі вашого кореспондента), тобто. в Чотири рази приблизно зі 100 Вт (потужність стандартного трансівера), стоїть: QRO HF-1000 (600 Вт)-2690 $, Ameritron AL-80 В (850 Вт РЕР)-1350 $, Ameritron 811 В (600 Вт РЕР) - 1050$, Command Technologies HF-1250 (800 Вт)-3250$ (наведені ціни московських компаній). Саме 400-ватних підсилювачів при підготовці цього матеріалу знайти не вдалося. Цікаво, що той же приріст (близько 6 дБ) по відношенню до настільки популярного в народі "довгого проводу" в 84 метри має, наприклад, звичайна 4-х елементна антена Яги або аналогічні квадрати. А застосування більш серйозних антен забезпечує ще більше посилення відповідно. Вартість таких антен вітчизняних виробників становить приблизно від 100 до 400 $, залежно від діапазону та ступеня складності власне антени. Ми наводимо дуже середні ціни, але навіть вони красномовно кажуть самі за себе. Крім того, необхідно мати на увазі, що антена з горизонтальною поляризацією, розташована над землею, має посилення приблизно на 5-6 дБ більше, ніж у вільному просторі (точне значення залежить від параметрів землі). Цей фактор необхідно враховувати під час розгляду ефективності підсилювачів та антен. Приріст потужності від 1 кВт до 4 кВт (знов всього 1 бал на S-метрі!) обійдеться вам вже в 4-9 тис. доларів: (QRO 3 KDX (2.8 кВт), Henry 3 k ULTRA (ЗкВт), HF-2500E (2.5 кВт)).

Візуальна ілюстрація наведена на рис.2.

На горизонтальній осі відкладено значення посилення антен, розташованих на висоті 22 метри над реальною землею, виражені в дБі (докладно про посилення див. стор.4 каталогу “БРИЗ Зима 2001”). Тут же нанесено значення потужності сигналу, яку випромінює антена за умови, що вихідна потужність передавача (трансівера) становить 100 Вт. У цьому початок координат прийнято саме це значення. Посилення і потужність нанесені на ту саму вісь для того, щоб можна було наочно продемонструвати різницю в ціні посилення сигналу для підсилювачів і антен. На вертикальну вісь нанесено ціну, яку вам доведеться заплатити за все те, що нанесено на горизонтальну. У вигляді графіків представлені дані для антен діапазонів 7, 14, 21 і 28 МГц і стека з двох антен діапазону 14 МГц. Таким чином, графіки показують, якою є сьогодні середня московська ціна за посилення, одержуване тими чи іншими антенами. Наприклад, з малюнка видно, що антену діапазону 14 МГц із посиленням 16 дБі (5 елементів YAGI), можна придбати за 750$. Крапками відзначені підсилювачі потужності, які можна придбати сьогодні у московських компаніях. При цьому підсилювачі знаходяться у більш вигідному, по відношенню до антен, становищі, оскільки значення випромінюваної в ефір потужності відповідають роботі підсилювача на напівхвильовий диполь, розташований на висоті 22 м. Візьмемо, наприклад, підсилювач ALPHA-87 А. При 100 Вт на вході вихідна потужність його становить 1.5 кВт, що відповідає посиленню приблизно 12 дБ (15 разів) Якби цей підсилювач був підключений до ізотропного випромінювача, то ми нанесли б його на наш малюнок на вертикальну вісь, що відповідає значенню 12 дБ. Однак у нашому випадку всі підсилювачі працюють на напівхвильовий диполь, тому нам необхідно додати 2.15 дБ (різниця у посиленні між ізотропним випромінювачем та диполем) та добавку приблизно 5 дБ, що виникає за рахунок впливу землі. Разом - майже 19 дБ, що показано малюнку. Якщо сигнал потужністю 100 Вт підсилити на 19 дБ, вийде майже 8000 Вт. Таке ж посилення в 19 дБі (тобто щодо ізотропного випромінювача) має стек всього з двох антен. Показово те, що ціна за те саме посилення відрізняється майже в 6 разів! Ще більш показовим виглядає вартість однакового приросту посилення для підсилювачів і для анетн. Нагадаємо: збільшення потужності на 3 дБ (наприклад, з QRO-1000 до QRO-2500) буде коштувати майже 2000$, у той час як ті ж 3 дБ приросту для великих антен діапазону 7 МГц обійдеться всього в 300-400$.

На малюнку не показані потужніші підсилювачі, що випускаються промислово, оскільки їхня ціна перевищує значення, показані на вертикальній осі і саме з цієї причини доступні одиницям вітчизняних радіоаматорів, так що їх поява в Росії можна вважати винятком.

При цьому нехай вас не бентежить те, що ми порівнюємо однодіапазонні антени з підсилювачами, що працюють на всіх діапазонах, адже якщо у вас є антена тільки на один діапазон, то, купуючи підсилювач, ви "на навантаження" отримаєте можливість "підсилювати" і всі інші діапазони, на яких працювати не зможете.

З графіка видно, яку суму можна заощадити, встановивши відповідну антену, забезпечивши той же результат на S-метрі вашого кореспондента.

До того ж у вас є можливість плавно покращувати показники антеної системи, створюючи стеки антен. Грамотно об'єднавши в стек лише дві антени, можна поліпшити прийом одночасно (у разі) вдвічі, тобто. на 3 дБ. На практиці, все виходить куди загадковіше: переключаючи взаємно антени стека і фази їх живлення в різних комбінаціях (зараз це роблять крихітні приладчики!) можна змінювати діаграму спрямованості у вертикальній площині всієї антеної системи, вибираючи найбільш підходящий на даний момент варіант. У нашій країні таких антен на KB вкрай мало, а УКХ-істів, які використовують такі антени, було мало, і стає все менше і менше. А ось у світі переваги такої конструкції антеної системи відомі давно. Чого вартий, наприклад, стек OH8OS, що складається з 6 антен по 6 елементів на діапазон 20 метрів (три поверхи по 2), на щоглі висотою 60 метрів і вагою 1.5 тонни, яка має посилення близько 25 дБі! Іншими словами це рівносильно підключенню до 100-ватного трансівера 30 кіловатного підсилювача!

Або антена W5UN - головного "лунника" планети. Його конструкція складається з 32-х 17-ти елементних антен. Ширина пелюстки антени в площині Е всього 3.7°, а посилення становить 32 дБі (1585 разів за потужністю)! Обертається така конструкція двома вантажівками, причому для здійснення повного обороту потрібно приблизно 7 хвилин!

Конструкції КС1ХХ, NCOP, W3LPL, W6KPC – фантастичні споруди! Звичайно, ці запаморочливі конструкції антен недоступні більшості звичайних радіоаматорів, проте простіші конструкції, що складаються з 2-х поверхів сучасних багатодіапазонних антен під силу багатьом. Важливо враховувати, що при збільшенні потужності вихідного підсилювача збільшення його ціни відбувається за геометричною прогресією, а покращення параметрів антен (навіть з огляду на вартість набору щогла-редуктор) дається значно меншими силами та витратами.

Таким чином, модернізація антеної системи є найбільш оптимальним способом підвищення ефективності всієї радіосистеми, що дозволяє не тільки суттєво покращити якість радіозв'язку, але й мінімізувати матеріальні витрати. Також покращення параметрів антени дозволяє позбавитися всіх недоліків, описаних вище, супутніх застосуванню потужного високочастотного лінійного підсилювача сигналу.

На наш погляд можна позначити 5 умовних категорій оснащення аматорських станцій, де перехід у кожну наступну, за збереження попередніх досягнень, дозволяє відчути реальний якісний стрибок у результатах роботи. Першапочаткова визначається наступним набором: - 100 ват та довгий провід або багатодіапазонна штирова антена. Друга: Застосування підсилювача з вихідною потужністю близько 1 кВт. Третя: встановлення спрямованої антени, що обертається. Четверта: Збільшення вихідної потужності до 3-4 кВт. І остання, п'ята: встановлення стеків антен. На цьому етапі можна відпочити, і до пенсії (або протягом її!) Безтурботно працювати в ефірі. Успіх вам забезпечено!

Остаточне рішення щодо вибору способу підвищення ефективності роботи вашої станції завжди залишається за вами.

Важлива довідка: на території Росії в ліцензіях першої (вищої!) категорії на KB (за винятком 160 м) дозволена вихідна потужність 200 ват!

На закінчення статті ми наводимо корисну таблицю. Уважно вивчивши її, можна зробити цікаві висновки, як то: у скільки разів (приблизно) ваш кореспондент збільшив вихідну потужність свого РА, коли ваш S-метр показав різницю в 4 бали (4 бали - це 24 дБ або 250 разів за потужністю). .), хоча він запевняє вас, що має ЗхГУ-50. Або скільки разів "підсилиться" ваш сигнал при підключенні антени з посиленням 5 дБд замість "довгого проводу" (5 дБ = 3.1 рази по потужності).

А. Дубінін (RZ3GE), А. Калашніков (RW3AMC)