Антенное устройство для дальновидения

Антенное устройство для дальновидения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР

Класс 2la4, 66„ № 6346Т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ зарееаетрар еаао в Бюро в йре е,й Г а «В ервсбрй,áccp) Главное управление электрослаботочной промьйпленности

Действительные изобретатели ии-цы P. Ф. Льюис и Д. Х. Броуи

Антенное устройство для дальновндення

Заявлено 16 октября 1940 r. в Наркомэлектропром за М 36556 (303269) Опубликовано 31 марта 1944 года

Действие патента распространяется на 15 лет от 16 октября 1940 года

Настоящее изобретен!ие касается антенны УКВ и им ставится цель создания усовершенагвованиого антенного устройства, совмещающего конструктивную жесткость с достаточно стабильной характеристикой излучения; с целью получения максимального радиуса действия передачи, устройство приспособлено для установки на высоких сооружениях

И т.ал.

Применение вруппы антенн для получения усиленного излучения или для уйравления характеристикой нзелучения было известно раньше. Для получения максимального радиуса действйя излучения УКВ желательно устанавливать антенны значительно выше окружающих предметов. Одновременно является необходимым создание системы, позволяющей .для получеиия желаемой характеристики излучения, если не нейтрализовать, то во всяком случае учесть:влияиие поддерживающего сооружения на эту характеристику.

Поэтому следующей задачей |изобретения было создание горизонтально поляризованного антенного устройства, содержащего группу антенн, устанавливаемых на сооружении с металлическими поверхностями, предназначенными ие только для экранирования ан1тени от взаимного влияния, но также для направления иВлучения во gael такни образом, чтобы достигалась желаемая характеристика излучеиия.

Предлагаемая усовершенствоВанная дигюльнвя антенна, обладающая достаточной механической устойчивостью, чтобы противостоять ветрам большой скор осги, снабжена также присос облдниевм, аредугтреЬкдающим скопленне на антенне льда или снега, представляющих опасность не только для самого антенного устройства, но также для находящихся внизу людей и предметов, в случае образовання достаточ1но больших нагромождений и их о бвала, Согласно изобретению, группа взаимно перпендикулярных дйпольных антенн, установленных на одном уровне параллель|то поверхно-стям поддерживающего сооружения (каковым может быть башня высокого здания или т. и.), расположена на расстоянии четверти длины,волны от упомянутых поверхностей

¹ 63467 —:2-Для усиления и злучения в горизои- -..Прямоугольники 30 обозначают тааьном на правлении мо жеч быть корректорные секции, включенные .применена вторая система антенн, во все фи дерные линии (более подподобная первой. Вторая система, робно они изображены на фиг, 4 и 6). ид ейпичная по устройбтву и соеди- Фидеры одинаковых элементов

:неииям первой, расйола гается ниже схемы соедйнены аараллельно межее на расстоянии нриблизктельно ду собой. Для аодгопки импеданца длинны полуводны. г1араллельных линий и выходного .ущность изобрепения поясняется импеданца передатчика применены прилагаемым чертежом, на котором надлежащие трав фоРматоРные свЯфиг. 1 изображает схематически зи, Таким обРазом элемент 25 веРхчастичный поперечный, разрез, ил- него се верного диполя 7 соединен люагрирующий общее:расположе- с подобным е му элементом 29 во..ние антенного устройства, выаол- сточного диполя 9 концеи тР ическим иенного в coo TiBeTcTBtHH с настоя- фидером 33, тогда как два дРУгих щим изобретением; фиг. 2 — вид в подобных ДРуг другу элеменга 27 и плане фиг 3 — вертикальный 31 соответственно соедивены межраэрез антенного Устройства, соот- ДУ собой фидером 35. С тра нсфорнаотоящщ у зобр маторами еНН3Н 37 и 39 тонию; на фиг. 4 показаны конст- 25, 27, 29, 31 соединены фиЛеРами руктив ные де тали днпольной антен- 34 и 36. Подобные же элементы ны; на фиг. 5 изображен поперечный виРлнего западного и веРхнего южРазрез фидеров антенны, показанной ного диполей нараллельно соединена фиг 4 лиг 6 — вид части лиде а ны между собой указанным обРазом изображающий инду1кц ио ниую и и также присоединены при| помощи емкостную секции корректорного фидеров 41 и 43 к трансформаторам связи 37 и 39. Точно так же соединены антенны н и жней группы: аниВ Устройстве,по фиг. 1 имеютсЯ лопигные элементы 49 и 51 северверхнЯЯ и нижнЯЯ гРУппы гоРизон- ной и восточной антенн rrIpHcoeдитальных диполыных антони. Верхняя иены к трайсфодмач ору связи 39 группа состоит из четырех диполь- посредспвом фидера 45, в то время ных антенн 7, 9, 11 и 13, устанав- как элементы 53 и 55 присое двнены диваемых лреймущественно против к трансформатору связи 37 - через четырех поверхностей поддержива- посредсвво фидера 47. ющей конструкции, как этю Указано Таким же. образом при помощи на чертеже ври помощи обозначе- пары фидеров 57 и 59 со динены с ний «север», «восток», «юг» и «за- трансформатором связи южная и паД». НЯжняя ГРУП па состоит из че- за па дИая анюте HIrrbr цижней грунны.

TbrIpex таки х же допольных антенн .15, 17, 19 и 21, па раллельных соот- КовстРУкциЯ всех тдансфоРма одзеудрв цным а„,теинам верхнейгруп Ров Язи ид нтична и мож бы ь рассмотрена на примере трансформа тора 37, копорый соагоит вз конценпрически расположенных элемец-чиком 23, свЯзанным с антеннами тов: зак,рытого металлического ба рабана 61 большого диаметра центжой системы, состоящей из концем- ражного ц...,ндрического проводДи reGKBx IIPGBQÄ è o, соединя- ННКа 63 MeHbrrretÃÎ диаметра, соеди -нэщях все плечи нли элементы ннного с одним из концов барабана

@Молей с п6Редатчиком. ДлЯ Упро- 61, и внутреннего проводника 65. кцвния чертежа концентрические ьидеры на фиг. 1 изображены Длина оси цеЯтрального цилии линиями н"ичем конечные выводы Рнческого пРоводника 63 составлЯет .линиями, н,.ичем конечные выводы

Х

:этнх фидеров вычаРчены более около четверти длины волны —, лодробно, с це0тью более наглядно- 4 го изображения оконечностей вне- так что между открытым концом .ных и BIpjlTpeнних проводников.. центрального проводника и бараба№ 6346Т ном создается высокий импеданц.

Желательно, чтобы отношение внутреннего дана меФра барабана 61 к внешнему диаметру проводнкка 63 было насколько возможно болйшим; тогда импеданц при резонансной частоте бу дег также |большим, а изменения импеданца при частотах по ту или другую сторону резонанса будут сведены к мнн имуму.

Огношенне размеров внутреннего диаметра центрального проводника

63 и внешнего диаметра проводника 65 выбирается таким, чтобы создать импеданц, необходимый для подгонки импеданца фидеров антенны. Изобретатели нашли, что таковой составляет величину порядка

720 см.

Соеданение фидеров внутри трансформаторов связи выполнено с таким расчетом, чтобы был создан сдвиг фаз в отдельных элементах антенны. Стрелки вдоль элементов антенны и ее цепи указывают направление аротекания в системе мгновенного така. Так,,фидеры 59 и 47 соединены параллельно между собой внутри трансформатора связи

37 и присоединены к внутреннему проводнику 65. Фидеры 41 и34 соединены параллельно между собой внутри трансформатора связи 37 и также присоединены к открытому концу центрального проводника.

Следовательно, токи двух последних фидеров находятся в фазах, противоположных фазам токов первых двух Мз яазванных фидеров.

Сов6ршенно так же соединяется с фидерами трансформатор связи

39. Так, фидеры 36 и 43 соединены с открытым канцом цен врального проводника 67, а фидеры 57 и 45— с внутренн им проводником 69.

Назначением третьего трансформатора связи 71 является соединение передатчика 23 с обоими трансформаторами связи 37 и 39 и созда1ние надлежащей подгонки импеданца. Трансформатор 71, устроенный так же, как оба других трансформатора, снабжен двумя выводами 73 и 75, присоединенными к трансформаторам связи 37 и 39 соотве гственно.

Отметим, что токи, питающие два последних из упомянутых трансформаторов связи, противоположны по фазе и, следовательно, также противоположны по фазе токи в выходящих фидерах, соединенных с соответственными внутренними провод никами 65 и 69.

Представление о пространственном расположении антенны относительно поддерживающей конструкции дают фиг. 2 и 3 чертежа. Дипольные антенны ?, 9 и т. д. расположены параллельно четырем боковым поверхностям стрсения 77 таким образом, чтобы создать горизонтально поляризованное излучение; .если желательным является излучение, поляризованное вертикально, то днполи могут быть установлены также и в вертнкальном положении.

Излучающие элементы антенны расположены на расстоянии приблизнтельно четверти длины волны ol прилегающих поверхностей строения. Металлическая облицовка всех четырех сторон строения эффективно предохраняет излучение каждой из антенн от влияния излучения остальных и служит:для отражения лучистой энергии от ловерхности ст.роен ия во вне.

Результирующая характеристика излучения является достаточно стабильной, хотя и обнаруживает некоторую тен дейцию к принятию прямсугольной формы.

Конструкция одной из дипольных антенн изображена на фиг. 4 н 5

Излучательные элеметы 79 и 8Е жестко закреплены на двух трубчатых внешних проводниках 83 и 85 фидерсв. Концы внешних проводников 83 m 85 оканчиваются на опорной доске 87, снабженной двумя отверстиями, через которые проходят внутренние проводники

89 и 91 фидеров.

Соответственно подобранный колпак 93 тщательно закре)плен на опорной доске 87. Излучательные элементы 79 и 81 монтируются иа противоположных сторонах колпака

93 при помощи подходящих изоляторов 95 и 97. Соединения излучательных элементов и: внутренних № 6346? проводников фидеров осуществляются внутри колпака. Эти соединения могут быть вы полнены при помощи соединительных контактов

99 и 101, соответственно просверленных или снабженных зажимами для присоединения соответственных элементов цепи.

Проводники 83 и 85 пропущены через металлическую стеньку 113сооружения и тщательно закреплены любым подходящим способом.

Внутри сооружения, на расстоянии около четверти длины волны от стенки последнего к абоим фидерам присоединены два корректорных устройства 115 и 117. Каждое из устройств содержит индуктивную и емкостную сенц ии ; конструкция устройств и способ управления ими апнсаны ниже.

Для предупреждения образования льда на антенном устройстве посладнее снабжено приспособлением, позволяющим обогревать все устройство цеЛиком. Для этого параллельно провод инкам 83 н 85 устанавливаются небольшие полые трубки 103 и 105. Нагревательные элементы 104 и 106 помещаются внутри этих трубок, а также и внутри нзлучательных элементов

79 и 81, для этой цели, сделанных полыми. Для предупреждения короткого замыкания между нагревательными элементами и полыми трубками 103 и 105 или элемента ми 79 и 81 антенны, в надлежащих местах устанавливаются изолирующие втулки. Вместе с тем антенна составляет часть контура нагревательных элементов — последние арисоедянвны к внешним концам .излучательных элементов в точках

107, 109, и нагревательные токи замыкаются через антенну. Нагревательные элементы присоединяются

K любому подходящему источнику питания, например, к генератору 111.

Для наиболее эффективного обогрева ния полые трубки 103 и 105, содержащие налревательные элементы, предлочт нте льна располагать пад проводниками соединительной линии . Полые трубки 103 и 105 замыкаются накоротко ползунком 86. Местоположением этопо ползунка регулируется настройка внешней части трубок в резонанс с одной четвертью длины волны, В месте установки ползуна (месте минимума нанряжения) нагревательные трубки скрепляются с прово дниками фидеров ларой зажимов

90 и 92.

Вследствие емкости соединительных заинмов 99 и 101, наличием металлического колпака 93 вводится сосредоточенная емкость в цепь фидеров и элементов а нтенны.

С целью компенсаций этой емкости н регулировки, резонансных харантериетвк антенны, внутренние проводники 89 н 91 фн деров, на которых крепится антенна, могут быть вьвполнены из селекций различных диаметров, как это показано на фиг. 5. Например, секция первой четверти волны имеет дна метр, обеспечивающий подганку импеданца к импеданцу антенны, Диаметр секции 89а следующей че пверти волны — несколько меньше диамет ра предыдущей секции . Кроме того, длина этой секциями немного меньше четверти длины волны с тем, чтобы создать индуктивное сопротивление для компенсации черезмерного емкостного сопротивления самой антенны.

Если описанное антенное устройст во должно служить,для передачи или приема звуковых сообщений, то его имледанца будет достаточно постоянным на протяжении всей полосы боковых частот.

В случае же телевизорной передачи рекомендуется снабжать установку корректорным устройством.

Частавная зависимость импеданца этого устройства обеспечивает компенсацию на протяжеции достаточно ширакой полосы применяемых боковых частот.

Предпочтительное выполнение такого корректо|рного устройства изображено на фиг. 4 и 6.

К каждому из фидвров приключается по две корректорных секции. Од на яз карректорных секций

115 является секцией самаиндукции, другая 119 — секцией емкости.

Секция подбираются с гакн м расчетом, чтобы при несущей частоте

¹ 63467 имел место резонанс токов. Секции состоят из внутренних 121 и 123 и внешних 125 и 127 концентрических проводников, соответственно соединенных с внутренними и внешними проводниками фидеров антенны, как это показано на. фиг. 6.

В каждой из секций самоиндукцин помещен скользящий штыковой контакт 129, позволяющий накоротко замыкать внутренний и внешний проводники. Внутренний проводник емкостной секции заканчивается пластинкой 131. Емкость между этой пластиной и штыковым контактом 133 :регулируется изменением местоположения последнего. Регулировкой местоположения штыковых контактов може т быть получен резонанс токов в корректорных секциях каждого из фиде)ров, а также может быть достигнуто любое соотношение емкости н самоиндукции.

Этим соотношением определяется наклон характеристики импеданца в за висимости от частоты. Характеристика линии, необходимая с точки зрения характеристики антенны, может быть получена соответствующей компенсацией импедаоца линки суммарным им педанцом параллельно соединенных корректорных секций.

На фиг. 1 изображен предпочтительный тип предлагаемого антенного устройства. Однако, лре дставляется возможным исключить из устройства верхнюю или нижнюю группу дипольных антенн и применить по одной а нтенне против каждой из сторон строения. Так как добавление нижней группы антенн, как это указывалось выше, усиливает излучение в горизонтальном направлении, то пред почтительным является устройство, изображенное на чертеже; тем не менее устройство может быть упрощено указанным выше образом. При этом из схемы устройства может быть исключен один из трансформаторов связи 37 и 39, а также трансформатор 71. В этом случае фидеры антенны приключаются к одному и тому же трансформатору связи, причем необходимо убедиться только в том, что сохранено надлежащее соотношение фаз.

Описанное антенное устройство, годное для работы при УКВ, дает достаточно стабильное излучение и, следо!вательно, преодолевает один из недостатков, присущих дипольным антеянам. Описанное устройство может быть применено для излучения, поляризованного как горизонтально, так и вертикально.

Преимуществом устройства является наличие отражающих поверхностей, создаваемых стенками поддерживающего сооружения.

Предмет патента

1. Антенное устройство длядальновидения, состоящее из нескольких горизонтальных д|иполей, расположенных на одном уровне, о тли чающ ееся тем, что диполи расположены на расстоянии в четверть волны от металлических стен вышки здания.

2. В устройстве по п. 1 применение нескольких групп горизонтальных диполей, расположенных на разных уровнях.

К патенту № 63467

Фиг. 4 Ж 104

Фиг. 5

Отв, редактор Д. А. Михайлов

Техн. редактор М. С. Бондарев

Типография Госпланиздата, им. Воровского, Калуга

Л101629. Подписано к печати 14/VII 1945 г Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 73