Антенное устройство для дальновидения

Зарееаеюрнровано в Бюро ивобреюенвй ГоеаанвйервСНнцбсГР Главное управление электрослаботочной промьйпленности Действительные изобретатели ии-цы Р, ф. Льюис и Д, Х, БроуиАнтенное устройство для дальновндення Заявлено 16 октября 1940 г. в Наркомэлектропром за М 36556 (303269) Опубликовано 31 марта 1944 года Действие патента распространяется на 15 лет от 16 октября 1940 годаНастоящее изобретение касается антенны УКВ и им ставится цель создания усовершеногвованиого антенного устройства, совмещающего конструктивную жесткость с достаточно стабильной характеристикой излучения; с целью получения макоимального 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 действия излучения УКВ желательно устанавливать антенны значительно выше окружающих предметов. Одновременно является необходимым создание системы, позволяющей для получения желаемой характеристики излучения, если не нейтрализовать, то во всяком случаете учесть влияиие поддерживающего сооружения на эту характеристику.Поэтому следующей задачей изобретеиия было создание горизонтально поляризованного антенного устройства, содержащего группу антенн, устанавливаемых на сооружении с металлическими павефхностями, предназначенными ие только для экранирования антени от взаимного влияния, но также для направления ивлучения во вне такни образом, чтобы достигалась желаемая характеристика излучения.Предлагаемая усовершенствоВанная диаольнвя антенна, обладающая достаточной механической устойчивостью, чтобы противостоять ветрам большой скорости, снабжена также присос облднневм, аредуиреэкдающим скопленне на антенне льда илн снега, представляющих опасность не только для самого антенного устройства, но также для находящихся внизу людей и вред- метов, в случае образовання достаточ 1 но больших нагромоидений и их обвала,Согласно изобретению, групйа взаимно перпендикулярных днпольных антенн, установленных на одном уровне параллельНо поверхностям поддерживающего сооружения (каковым может быть башня высокого здания или т. и.), расйоложена на расстояниями четверти длины,волны от упомянутых поверхностейМ 63467- :2 Для усиления излучения в горизон- .Прямоугольники 30 обозначают тадьном направлении можеч быть корректорные секции, включенные применена вторая система антенн, во все фидерные линии (более подподобная первой. Вторая система, робно они изображены на фиг, 4 и 6). идеипичНая по устройбтву и соеди- Фидеры одинаковых элементов :нениям первой, расйолагается ниже схемы соедйнены аараллельно межее на расстоянии нриблинктельно ду собой, Для аодгоики импеданца длинны полуводны, параллельных линий и выходного(.ущность изобретения поясняется импеданца передатчика применены прилагаемым чертежом, на котором надлежащие трансформаторные свяфиг. 1 изображает схематически зи, Таким образом элемент 25 верхчастичный поперечный, разрез, ил- него северного диполя 7 соединен люогрирующий общее расположе с подобным ему элементом 29 во.ние антенного устройства, выаол- сточного диподя 9 концевтрИческим иенного в соответствии с настоя- фидером ЗЗ, тогда как два других щим изобретением; фиг. 2 вид в подобных друг другу элемента 2 и плане, фиг, 3 - вертикальный 31 соответственно соедивены межраэрез антенного устройства, соот- ду собой фидером 35. С трансфорветствующего настоящему нзобре маторами связи 37 и 39 элементы тению; на фиг, 4 показаны конст 27, 29, 31 соединены фидерами руктивные детали дипольной антен и 36, Подобные же элементы ны; на фиг. 5 изображен поперечный верхнего западного иверхнего юж. разрез фидеров антенны, показанной ного двполей нараллельно соединена фиг. 4 фиг. 6 - вид части фидера ны между собой указаиным образом изображающий индукционную и также лрисоедвнены при помощи емкостную секции корректорного фидеров 41 и 43 к трансформаторамсвязи 37 и 39. Точно так же соединены антенны июжней груИпы: анвВ устройстве,по фиг. 1 имеются логичные элементы 49 и 51 северверхняя и нижняя группы горизон- ной и восточной антенн присоедитальных диполыных антенн. Верхняя иены к траисформач ору связи 39 группа состоит из четырех диполь- посредопвом фидера 45, в то время ных антенн 7, 9, 11 и 13, устанав- как элементы 53 и 55 присоединены диваемых лреймущественно против к трансформатору связи 37 через четырех поверхностей поддержива- посредсвво фидера 47.ющей конструкции, как этно Указано Таким же образом при помощи на чертеже ври помощи обозначе- пары фидеров 57 и 59 соединены с ний север, восток, юг и за- трансформатором связи южная и пад, Нижняя грунпа состоит из че западная антенйы нижней грунпы.терех таких же допольных антенн15 17 19 и 21 параллельных соот- КонстРУкция всех трансформатоветствецным антеннам верхнейгруп- Ров связи идентична и может бытьРассмотрена на примере трансформатора 37, копорый состоит из конАнтеины возбуждаются передат- цен"прически расположенных элемеМ-чиком 23, связанным с антеннами тов; заирытого металлического бадри аомощи,соответственной фидер. Рабана 61 большого диаметра, центжой системы, состоящей из концем- ралъного цидиндричеокого проводуических проводников, соединя ника 63 меньшего, дийметда, соеди;.нэщях все нлечи или элементы н "нного с одним из концов барабана днполей с передатчиком. Для упро 61, и внутреннего проводника 65.щения чертежа концентрическиеф деры на фиг. 1 изображены Длина оси цеитрального цилип лщиями и"ичем конечные выводы Рнческого пРоводника 63 составлЯет .линиями, ничем конечные выводыХ:этнх фидеров вычерчены более около четверти длины волны - , лодробно, с целью более наглядно го изображения оконечностей внеЫ- так что между открытым концом вих и внутренних проводников центрального проводника и бараба6346 ТОтметим, что токи, питающие два последних из упомянутых трансформаторов связи, противоположны по фазе и, следователыно, также противоположны по фазе токи в выходящих фидерах, соединенных с соответственными внутренними проводниками 65 и 69.Представлеиие о пространственном расположении антенны относительно поддерживающей конструкции дают фиг. 2 и 3 чертежа. Дипольные антенны 7, 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 приблизительно четверти длины волны ог прилегающих поверхностей строения, Металлическая облицовка всех четырех сторон строения эффектов- но предохраняет излучение каждой из антенн от влияния излучения остальных и служит,для отражения лучистой энергии от поверхности строения во вне,Результирующая характеристика излучения является достаточно стабильной, хотя и обнаруживает некоторую тендейцию к принятию прямсугольной формы.Конструкция Одной из дипольных антенн изображена на фиг, 4 н 5.Излучательные элеметы 79 и 8 жестко закреплены на двух трубчатых внешних проводниках 83 и 85 фидвров, Концы внешних проводников 83 и 85 оканчиваются на опорной доске 87, снабженной двумя отверстиями, через которые проходят внутренние проводники 89 и 91 фидгров.Соответственно подобранный колпак 93 тщательно закре 1 плен на опорной доске 87. Излуча тельные элементы 79 и 81 монтируются на противоположных сторонах колпака 93 при помощи подходящих изоляторов 95 и 97. Соединения излучательных элементов и внутренних6346 проводников фидеров осуществляются внутри колпака, Эти соединения могут быть выполнены при помощи соединительных контактов 99 и 101, соответственно просверленных или снабженных зажимами для лрисоедин(ения соо вветственных элеменгав цепи,Проводники 83 и 85 пропущены через металлическую стен 1 ку 113 сооружения и тщательно закреллены любым подходящим способом. Внутри сооружения, на расстоянии около четверти длины волны от стевки последнего к абоим фидерам присоединены два корректорных устройства 115 и 117, Каждое из устройств содержит индуктивную и емкостную секции; конструкция устройств и способ управления ими апнсаны ниже.Для предупреждения образования льда на айтенном устройстве посладнее снабжено приспособлением, позволяющим обогревать все устройство цеЛиком, Для этого параллельно проводникам 83 н 85 устанавливаются небольшие полые трубки 103 и 105, Нагревательные элементы 104 и 106 помещаются внутри этиках трубок, а также и внущрн излучательных элементов 79 и 81, для этой цели, сделанных полыми. Для предупреждения короткого замыканная между нагревательными элементамн и полыми трубками 103 и 105 или элементами 79 и 81 антенны, в надлежащих местах устанавливаются изолирующие :втулки. Вместе с тем антенна составляет часть контура нагревательных элементов - последние дрисоедянены к внешним концам излучательных элементов в точках 107, 109, и нагревательные токи замыкаются через антенну. Нагревательные элементы присоединяются к любому подходящему источнику пзтання, например, к генератору 111.Для наиболее эффективного обогревания полые трубки 103 и 105, содержащие налревательные элементы, предлочтите льна располагать под проводниками соединительной линии. Полые трубки 103 и 105 замыкаются накоротко ползунком 86. Местоположением это. по ползунка регулируется настройка внешней части трубок в резонанс с одной четвертью длины волны, В месте установки ползуна (месте миннмума напряжения) нагревательные трубки скрепляются с проваднвками фидеров ларой зажимов 90 и 92.Вследствие емкости соединительных заияиов 99 и 101, наличием металлического колпака 93 вводится сосредоточенная емкость в цепь фидеров и элементов антенны.С целью компенсаций этой емкости н регулировки, резонансных характериетвк антенны, внутренние проводники 89 и 91 фндеров, на которых крепится антенна, могут быть выполнены из селекций различных диаметров, как это показано на фиг. 5, Например, секция первой четверти волны имеет днаметр, обеспечивающий подганку импеданца к импеданцу антенны, Диаметр секции 89 а следующей че пверти волны - несколько меньше диаметра предыдущей секции, Кроме того, длина этой секциями немного меньше четверти длины волны с тем, чтобы создать индуктнвное сопротивление для компенсации чрезмерного емкостного сопротивления самой антенны.Если описанное антенное устройство должно служить,для передачн или приема звуковых сообщений, то его имледанца будет достаточно постоянным на протяжении всей полосы баковых частот.В случае же телевизорной передачи рекомендуется снабжать установку корректорным устройством, Частапная зависимость импеданца этого устройства обеспечивает компенсацию на протяжении достаточно ширакой полосы применяемых боковых частот.Предпочтительное выполнение такого корректорного устройства изображено на фиг. 4 и 6.К каждому из фидвров приключается по две корректорных секцин, Одна из карректорных секций 115 является секцией самаиндукции, другая 119 в секци емкости. Секция подбираются с такырам расчетом, чтобы при несущей частотеимел место резонанс токов. Секции состоят нз внутренних 121 н 123 и внешних 125 и 127 концентрических проводннков, соответственно соединенных с внутренними и внешними проводниками фндеров 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 измененнем иместоположения последнего. Регулировкой местоположения штыковых контактов может быть получен резонанс токов в корректорных секциях каждого из фидеров, а также может быть достигнуто любое соотношение емкости и самоиндукции.Этим соотношением определяется наклон характеристики нипеданца в зависнмости от частоты. Характеристика линни, необходимая с точки зрения характеристики антенны, может быть получена соответствую. щей компенсацией импедаоца линки суммарным импеданцом параллельно соединенных корректорных секций.На фиг. 1 изображен предпочтительный тнп предлагаемого антенного устройства, Однако, дредставляепся возможным исключить из устройства верхнюю или нижнюю группу дипольных антенная и применить по одной антенне против каждой из сторон строения, Так как добавление нижней группы антенн,как это указывалось выше, усиливает излучение в горизонтальном направлении, то предпочтительным является устройство, изображенное на чертежке; 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, следовательно, преодолевает один из недостатков, присущих дипольным антеннам. Описанное устройство может быть применено для излучения, поляризованного как горивонтально, так и вертикально. Преимуществом устройства является наличие отражающих поверхностей, создаваемых стенками поддерживающего сооружения,Предмет патента1. Антенное устройство длядальновидения, состоящее из нескольких горизонтальных диполей, расположенных на одном уровне, о тли чающееся 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.