[go: up one dir, main page]

RU2473156C1 - Broad-band balanced vibrator with complex load - Google Patents

Broad-band balanced vibrator with complex load Download PDF

Info

Publication number
RU2473156C1
RU2473156C1 RU2011134159/08A RU2011134159A RU2473156C1 RU 2473156 C1 RU2473156 C1 RU 2473156C1 RU 2011134159/08 A RU2011134159/08 A RU 2011134159/08A RU 2011134159 A RU2011134159 A RU 2011134159A RU 2473156 C1 RU2473156 C1 RU 2473156C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibrator
band
capacitances
diodes
inductance coils
Prior art date
Application number
RU2011134159/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сайфулла Ахмедович Мамаев
Олег Владимирович Суворов
Шамиль Магомедович Салихов
Махач Хайрудинович Гаджиев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ИЗБЕРБАШСКИЙ РАДИОЗАВОД" им. Плешакова П.С."
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "ИЗБЕРБАШСКИЙ РАДИОЗАВОД" им. Плешакова П.С." filed Critical Открытое акционерное общество "ИЗБЕРБАШСКИЙ РАДИОЗАВОД" им. Плешакова П.С."
Priority to RU2011134159/08A priority Critical patent/RU2473156C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2473156C1 publication Critical patent/RU2473156C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: rectangular-shaped broad-band balanced vibrator made in the form of two-sided metal plate with complex load includes a circuit and two arms in the form of isosceles triangles made on two-sided high-quality laminated material, which are connected to each other at the feed point with separating capacitors C2, C4 on one side, and with capacitances C1, C5 on the other side; each arm is divided by means of p-i-n diodes into three parts, and elongation of vibrator is performed due to inductance coils; at that, working part includes inductance coils L1, L2, L3, L5, current-limiting resistors R6, R10, shunting resistors R1, R5, R7, R9, R11-R15 and capacitances C1, C2, C4, C5, and feed system consists of elongating inductance coils L2, L3, p-i-n diodes VD5, VD6, transformer WT1 and separating capacitor C3.
EFFECT: possibility of enlarging the band of working frequencies of balanced vibrator by more than by two octaves and obtaining linearly changing phase characteristic in the range of working frequencies of automatic radio direction finder; increasing the receiving efficiency in metric band.
3 dwg

Description

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам и может быть использовано в радиосвязи, радионавигации или радиопеленгации.The invention relates to antenna-feeder devices and can be used in radio communications, radio navigation or direction finding.

Наиболее эффективно предлагаемое изобретение может быть использовано в антенных системах АРП (автоматический радиопеленгатор), а также как широкополосная приемная антенна.Most effectively, the invention can be used in antenna systems of the ARP (automatic direction finder), as well as as a broadband receiving antenna.

Симметричные электрические вибраторы применяются в качестве самостоятельных антенн, элементов более сложных вибраторных антенн, элементов антенных решеток, облучателей зеркальных и линзовых антенн. Во всех случаях применения симметричных электрических вибраторов к ним предъявляется требование по рабочему диапазону частот.Symmetric electric vibrators are used as independent antennas, elements of more complex vibrator antennas, elements of antenna arrays, irradiators of mirror and lens antennas. In all cases of using symmetrical electric vibrators, they are required to use the operating frequency range.

Известно антенно-фидерное устройство в виде симметричного полоскового вибратора, который содержит две диэлектрические пластины, между которыми расположена питающая полосковая линия, соединенная с входом симметрирующего устройства, два полосковых отрезка, выходы которого подключены к двум полосковым пластинам и металлический экран, состоящий из двух частей Г-образной формы, каждая из которых состоит из двух пластин (а.с. SU №1483508, H01Q 1/00, опубл. 30.05.89, Бюл. №20).Known antenna-feeder device in the form of a symmetrical strip vibrator, which contains two dielectric plates, between which there is a supply strip line connected to the input of the balancing device, two strip segments, the outputs of which are connected to two strip plates and a metal screen consisting of two parts -shaped, each of which consists of two plates (AS SU No. 1483508, H01Q 1/00, publ. 30.05.89, Bull. No. 20).

Известен также диапазонный симметричный вибратор, который состоит из двух симметричных плеч, экранирующего элемента и фидера, подключенного к плечам, выполненных в виде двух равнобедренных треугольников, установленных симметрично по обе стороны плеч, при этом плечи и экранирующий элементы выполнены пластинчатыми и установлены в одной плоскости (патент RU №2407117, опубл. 20.12.2010, H01Q 9/18).Also known is a symmetric range vibrator, which consists of two symmetrical shoulders, a shielding element and a feeder connected to the shoulders, made in the form of two isosceles triangles, installed symmetrically on both sides of the shoulders, while the shoulders and the shielding elements are made lamellar and installed in the same plane ( RU patent No. 2407117, published on December 20, 2010, H01Q 9/18).

Наиболее близким аналогом (прототипом) по совокупности параметров является симметричный вибратор, применяемый в АРП, который содержит плечи, выполненные в виде миандровой структуры, состоящей из горизонтальных и вертикальных проводящих элементов, где соотношения размеров горизонтальных и вертикальных проводящих элементов влияют на форму вибратора (а.с. SU №1497668 A1, H01Q 9/00, опубл. 30.07.89, Бюл. №28).The closest analogue (prototype) in terms of parameters is the symmetric vibrator used in the ARP, which contains shoulders made in the form of a mander structure consisting of horizontal and vertical conductive elements, where the aspect ratios of the horizontal and vertical conductive elements affect the shape of the vibrator (a. S. SU No. 1497668 A1, H01Q 9/00, publ. 30.07.89, Bull. No. 28).

К недостаткам всех вышеуказанных аналогов следует отнести:The disadvantages of all of the above analogues should include:

- недостаточность полосы рабочих частот;- insufficient bandwidth;

- резонанс вибратора в диапазоне рабочих частот АРП;- resonator vibrator in the operating frequency range of the ARP;

- низкая эффективность приема в метровом диапазоне частот;- low reception efficiency in the meter frequency range;

- паразитные резонансы в дециметровом диапазоне частот, возникающие из-за развязывающих цепей;- spurious resonances in the decimeter frequency range that arise due to decoupling circuits;

- скачкообразное изменение фазовой характеристики симметричного вибратора в диапазоне рабочих частот АРП;- an abrupt change in the phase characteristic of a symmetric vibrator in the range of operating frequencies of the ATM;

- комплексное сопротивление симметричного вибратора содержит как емкостную, так и индуктивную составляющие в диапазоне частот АРП.- the complex resistance of a symmetric vibrator contains both capacitive and inductive components in the frequency range of the ATM.

Задача изобретения - разработка приемной антенны с диапазоном рабочих частот не меньше двух октав и с линейно изменяющейся фазовой характеристикой.The objective of the invention is the development of a receiving antenna with a working frequency range of at least two octaves and with a linearly varying phase characteristic.

Технический результат состоит в том, что применение индуктивной нагрузки, а также шунтирующих сопротивлений в области конструктивного резонанса вибратора позволило расширить полосу рабочих частот симметричного вибратора больше чем на две октавы и получить линейно изменяющуюся фазовую характеристику в диапазоне рабочих частот АРП (автоматический радиопеленгатор), а за счет увеличения электрической длины вибратора увеличена эффективность приема в метровом диапазоне.The technical result consists in the fact that the use of inductive load, as well as shunt resistances in the field of the structural resonance of the vibrator, allowed us to expand the operating frequency band of the symmetric vibrator by more than two octaves and to obtain a linearly changing phase characteristic in the operating frequency range of the ARP (automatic direction finder), and for by increasing the electric length of the vibrator, the reception efficiency in the meter range is increased.

Сущность изобретения в том, что широкополосный симметричный вибратор с комплексной нагрузкой, включающий плечи и схему, отличается тем, что симметричный вибратор прямоугольной формы в виде 2-сторонней металлической пластины содержит два плеча в виде равнобедренных треугольников, выполненных на двухстороннем высокочастотном ламинате, соединенных между собой в точке питания разделительными конденсаторами С2, С4 с одной стороны, а с другой стороны - конденсаторными емкостями C1, С5, каждое плечо с помощью р-i-n диодов разделено на три части, а удлинение вибратора происходит за счет катушек индуктивности, при этом рабочая часть содержит катушки индуктивности L1, L2, L3, L5, токоограничивающие резисторы R6, R10, шунтирующие резисторы R1, R5, R7, R9, R11-R15 и емкости C1, С2, C4, C5, a система питания состоит из удлиняющих катушек индуктивности L2, L3, р-i-n диодов VD5, VD6, трансформатора WT1 и разделительного конденсатора С3.The essence of the invention is that a broadband symmetric vibrator with a complex load, including shoulders and a circuit, is characterized in that the rectangular symmetric vibrator in the form of a 2-sided metal plate contains two shoulders in the form of isosceles triangles made on a double-sided high-frequency laminate interconnected at the power point with isolation capacitors C 2 , C 4 on the one hand, and on the other hand, with capacitor capacitors C 1 , C 5 , each arm is divided into three parts using p-in diodes and the extension of the vibrator occurs due to inductors, while the working part contains inductors L 1 , L 2 , L 3 , L 5 , current-limiting resistors R 6 , R 10 , shunt resistors R 1 , R 5 , R 7 , R 9 , R 11 -R 15 and capacitances C 1 , C 2 , C 4 , C 5 , a power supply system consists of extension inductors L 2 , L 3 , p-in diodes VD 5 , VD 6 , transformer WT 1 and isolation capacitor C 3 .

Принципиальная схема широкополосной антенны с комплексной нагрузкой представлена на рис.1.The schematic diagram of a broadband antenna with integrated load is shown in Fig. 1.

Принципиальная электрическая схема широкополосной антенны состоит из:Schematic diagram of a broadband antenna consists of:

1. Плечи симметричного вибратора1. The shoulders of a symmetrical vibrator

2. L1, L5, - катушки индуктивности.2. L1, L5, - inductors.

3. L2, L3 - индуктивности удлиняющие.3. L2, L3 - extending inductances.

4. L4 - компенсирующая индуктивность.4. L4 - compensating inductance.

5. WT1 - симметрирующий трансформатор.5. WT1 - balancing transformer.

6. С1, С5 - емкости конструктивные.6. C1, C5 - structural tanks.

7. С2, С3, С4 - конденсаторы разделительные.7. C2, C3, C4 - isolation capacitors.

8. R1, R2, R3, R4, R5, R7, R9, R11, R12, R13, R14, R15 - резисторы.8. R1, R2, R3, R4, R5, R7, R9, R11, R12, R13, R14, R15 - resistors.

9. R6, R10 - резисторы токоограничивающие.9. R6, R10 - current limiting resistors.

10. VD1-VD10 - p-i-n диоды.10. VD1-VD10 - p-i-n diodes.

На рис.2 представлен коэффициент стоячей волны напряжения широкополосной антенны, где видно, что диапазон рабочих частот данной антенны составляет 100-400 МГц.Figure 2 shows the standing wave voltage coefficient of a broadband antenna, where it can be seen that the operating frequency range of this antenna is 100-400 MHz.

На рис.3 дана фазовая характеристика широкополосной антенны. Из рис.3 видно, что на всем диапазоне рабочих частот для данной антенны фазовая характеристика меняется линейно.Figure 3 shows the phase response of a broadband antenna. It can be seen from Fig. 3 that, over the entire range of operating frequencies for a given antenna, the phase characteristic changes linearly.

Несимметричный сигнал через компенсирующую индуктивность L4 подается на вход симметрирующего трансформатор WT1, и полученные на выходе два симметричных сигнала в противофазе подаются на симметричный вибратор. С помощью p-i-n диодов (VD1-VD10), высокоомных резисторов (R2-R5, R7, R9, R11-R14) обеспечивается работа закрытых p-i-n диодов по постоянному току. Резисторы (R6, R10) ограничивают прямой ток p-i-n диодов. Таким образом, производится разделение вибратора на шесть частей, для того чтобы не используемый в данный момент времени вибратор был радиопрозрачен на рабочей частоте антенной системы. В отличии от антенны [1] для увеличения электрической длины вибратора в данной конструкции применяются удлиняющие индуктивности L2, L3. Для расширения рабочей полосы применяются индуктивности L1 и L5 и резисторы R1, R15.The unbalanced signal through the compensating inductance L4 is fed to the input of the balancing transformer WT1, and two symmetric signals received at the output are supplied in antiphase to the symmetric vibrator. Using p-i-n diodes (VD1-VD10), high-resistance resistors (R2-R5, R7, R9, R11-R14), the operation of closed p-i-n diodes in direct current is ensured. Resistors (R6, R10) limit the forward current of p-i-n diodes. Thus, the vibrator is divided into six parts, so that the vibrator that is not being used at a given time is radio-transparent at the operating frequency of the antenna system. In contrast to the antenna [1], to increase the electric length of the vibrator in this design, extension inductances L2, L3 are used. To expand the working band, inductors L1 and L5 and resistors R1, R15 are used.

Увеличение электрической длины вибратора, применения комплексных нагрузок в местах конструктивного резонанса, применение резистивных развязывающих цепочек позволило получить следующие преимущества:The increase in the electric length of the vibrator, the use of complex loads in places of structural resonance, the use of resistive decoupling chains allowed to obtain the following advantages:

1. Расширение полосы рабочих частот симметричного вибратора больше чем на две октавы, за счет применения индуктивной нагрузки в области конструктивного резонанса вибратора;1. The expansion of the frequency band of the symmetric vibrator by more than two octaves, due to the use of inductive load in the field of structural resonance of the vibrator;

2. Эффективность приема в метровом диапазоне увеличена за счет увеличения электрической длины вибратора;2. The reception efficiency in the meter range is increased by increasing the electric length of the vibrator;

3. Паразитные резонансы, возникающие в результате применения развязывающих цепей, устраняются за счет реализации излучающей поверхности вибратора на двустороннем высокочастотном ламинате для высокочастотной составляющей сигнала обе стороны замкнуты, а для постоянной составляющей сигнала вторая сторона проводящей поверхности ламината выполняет роль развязывающей цепи;3. Spurious resonances resulting from the use of decoupling circuits are eliminated by realizing the emitting surface of the vibrator on a double-sided high-frequency laminate for the high-frequency component of the signal, both sides are closed, and for the constant component of the signal, the second side of the conducting surface of the laminate acts as an decoupling circuit;

4. Применение индуктивной нагрузки, а также шунтирующих сопротивлений в местах конструктивного резонанса, позволяет получить линейно изменяющуюся фазовую характеристику в диапазоне рабочих частот АРП;4. The use of inductive loads, as well as shunt resistances in places of constructive resonance, allows to obtain a linearly varying phase characteristic in the range of operating frequencies of the ATM;

5. С помощью индуктивности компенсируется емкостная составляющая комплексного сопротивления симметричного вибратора в диапазоне рабочих частот АРП.5. Using the inductance, the capacitive component of the complex resistance of the symmetric vibrator in the operating frequency range of the ATM is compensated.

Claims (1)

Широкополосный симметричный вибратор с комплексной нагрузкой, включающий плечи и схему, отличающийся тем, что симметричный вибратор прямоугольной формы в виде 2-сторонней металлической пластины содержит два плеча в виде равнобедренных треугольников, выполненных на двухстороннем высокочастотном ламинате, соединенных между собой в точке питания разделительными конденсаторами С2, C4 с одной стороны, а с другой стороны - конденсаторными емкостями С1, C5, каждое плечо с помощью p-i-n-диодов разделено на три части, а удлинение вибратора происходит за счет катушек индуктивности, при этом рабочая часть содержит катушки индуктивности L1, L2, L3, L5, токоограничивающие резисторы R6, R10, шунтирующие резисторы R1, R5, R7, R9, R11-R15 и емкости C1, С2, C4, C5, а система питания состоит из удлиняющих катушек индуктивности L2, L3, p-i-n-диодов VD5, VD6, трансформатора WT1 и разделительного конденсатора С3. A broadband symmetric vibrator with a complex load, comprising shoulders and a circuit, characterized in that the rectangular symmetric vibrator in the form of a 2-sided metal plate contains two shoulders in the form of isosceles triangles made on a double-sided high-frequency laminate, interconnected at the power point by isolation capacitors C 2 , C 4 on the one hand, and on the other hand, by capacitor capacitances C 1 , C 5 , each arm is divided into three parts using pin diodes, and the vibrator is elongated it is supplied by inductors, while the working part contains inductors L 1 , L 2 , L 3 , L 5 , current-limiting resistors R 6 , R 10 , shunt resistors R 1 , R 5 , R 7 , R 9 , R 11 - R 15 and capacitances C 1 , C 2 , C 4 , C 5 , and the power supply system consists of lengthening inductors L 2 , L 3 , pin diodes VD 5 , VD 6 , transformer WT 1 and isolation capacitor C 3 .
RU2011134159/08A 2011-08-12 2011-08-12 Broad-band balanced vibrator with complex load RU2473156C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011134159/08A RU2473156C1 (en) 2011-08-12 2011-08-12 Broad-band balanced vibrator with complex load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011134159/08A RU2473156C1 (en) 2011-08-12 2011-08-12 Broad-band balanced vibrator with complex load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2473156C1 true RU2473156C1 (en) 2013-01-20

Family

ID=48806673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011134159/08A RU2473156C1 (en) 2011-08-12 2011-08-12 Broad-band balanced vibrator with complex load

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2473156C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU175491U1 (en) * 2017-07-04 2017-12-06 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Специальное Конструкторское Бюро Института Радиотехники И Электроники Российской Академии Наук Symmetric vibrator antenna

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1497668A1 (en) * 1987-04-01 1989-07-30 Предприятие П/Я А-3754 Symmetric vibrator
RU2132587C1 (en) * 1997-12-19 1999-06-27 Шаманов Анатолий Николаевич Compact wide-band dipole
RU2199805C2 (en) * 2001-02-26 2003-02-27 Войтович Николай Иванович Broadband dipole antenna
US20080122699A1 (en) * 2006-06-15 2008-05-29 Industrial Technology Research Institute Broadband antenna
US7898493B1 (en) * 2007-06-13 2011-03-01 The Ohio State University Implementation of ultra wide band (UWB) electrically small antennas by means of distributed non foster loading

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1497668A1 (en) * 1987-04-01 1989-07-30 Предприятие П/Я А-3754 Symmetric vibrator
RU2132587C1 (en) * 1997-12-19 1999-06-27 Шаманов Анатолий Николаевич Compact wide-band dipole
RU2199805C2 (en) * 2001-02-26 2003-02-27 Войтович Николай Иванович Broadband dipole antenna
US20080122699A1 (en) * 2006-06-15 2008-05-29 Industrial Technology Research Institute Broadband antenna
US7898493B1 (en) * 2007-06-13 2011-03-01 The Ohio State University Implementation of ultra wide band (UWB) electrically small antennas by means of distributed non foster loading

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU175491U1 (en) * 2017-07-04 2017-12-06 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Специальное Конструкторское Бюро Института Радиотехники И Электроники Российской Академии Наук Symmetric vibrator antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106575821B (en) A kind of terminal
CN105305067B (en) A kind of antenna system and mobile terminal
US9478862B2 (en) Tunable antenna and wireless communication device employing same
JP5790869B2 (en) Antenna device
JP2016119836A5 (en)
CN105633555B (en) Antenna switching component, switching method, switching system, antenna and mobile terminal
TWI518995B (en) The diversity antenna combination and its dynamic adjustment of the input impedance are wide Frequency antenna
CN104466354B (en) Antenna structure and wireless communication device with the antenna structure
US9190721B2 (en) Antenna device
CN110299618B (en) An antenna system and terminal
TW201813187A (en) Antenna structure and wireless communication device with same
JP2010524347A5 (en)
CN104103904A (en) Adjustable multi-frequency antenna
US9142888B2 (en) Antenna-device substrate and antenna device
CN109346831A (en) An antenna system and terminal
JP2012227742A (en) Antenna device and portable radio terminal with it
US20210021034A1 (en) Multi-band antenna and mobile terminal
CN103337697A (en) Seven-band planar terminal antenna
CN106532228B (en) Antenna structure and mobile terminal under a kind of metal environment
US20160240918A1 (en) Antenna bandwidth expander
CN103928761B (en) A kind of broad-band antenna using resonant feed structure
JP2014230276A (en) Radio frequency matching circuit and wireless communication device
RU2473156C1 (en) Broad-band balanced vibrator with complex load
RU2013101586A (en) HIGH FREQUENCY ANTENNA
KR20120134818A (en) Metamaterial antenna

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130813