RU2473156C1 - Broad-band balanced vibrator with complex load - Google Patents
Broad-band balanced vibrator with complex load Download PDFInfo
- 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
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
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)
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)
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)
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 |
-
2011
- 2011-08-12 RU RU2011134159/08A patent/RU2473156C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
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)
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 |