Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПЕЛЕНГАЦИОННАЯ АНТЕННАЯ СИСТЕМА
ПЕЛЕНГАЦИОННАЯ АНТЕННАЯ СИСТЕМА

ПЕЛЕНГАЦИОННАЯ АНТЕННАЯ СИСТЕМА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в составе радиопеленгационных комплексов обнаружения для засечки грозовых разрядов с целью определения направления прихода радиосигналов. Сущность изобретения: пеленгационная антенная система содержит две пары вертикальных несимметричных вибраторов и две пары горизонтальных симметричных вибраторов, соединенных с первичными обмотками трансформаторов. Выбором расстояний между вибраторами, длин плеч вибраторов и способом подключения их к трансформаторам, а также введением двухканальных активных элементов и параллельных сумматоров достигнуты расширение диапазона в сторону низких частот и увеличение эквивалентной действующей высоты системы. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2027261
Класс(ы) патента: H01Q21/24
Номер заявки: 3175190/09
Дата подачи заявки: 06.07.1987
Дата публикации: 20.01.1995
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт "Вектор"
Автор(ы): Ильичева Н.М.; Паленов А.Н.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт "Вектор"
Описание изобретения: Пеленгационная антенная система предназначена для работы в составе радиопеленгационных комплексов обнаружения, засечки грозовых разрядов с целью определения направления прихода радиосигналов, сопровождающих грозовой разряд, относительно центра антенной системы (АС).
Целью изобретения является расширение частотного диапазона в сторону низких частот и увеличение эквивалентной действующей высоты.
На фиг. 1 и 2 представлены блок-схемы пеленгационной АС, расположенной на поверхности Земли.
Пеленгационная АС содержит две пары вертикальных несимметричных WB1-WB2, WB3-WB4 и две пары горизонтальных симметричных WГ1-WГ2, WГ3-WГ4вибраторов, расположенных на поверхности Земли на одинаковых расстояниях (2l) друг от друга на прямых пересекающихся под прямым углом двенадцати двухканальных активных элементах А1...А12, встроенных в вибраторы, шестнадцать параллельных сумматоров S2. ..S16. Входы сумматоров S1...S12 параллельными отрезками коаксиальных кабелей соединены с выходами активных элементов, а выходы сумматоров S1...S4 соединены с первичными обмотками трансформаторов Тр1. ..Тр4 и выходы сумматоров S5...S12 - с входами параллельных сумматоров S13...S16, выходы которых соединены с первичными обмотками трансформаторов Тр5. . . Тр8. Трансформаторы Тр1...Тр8 имеют по две вторичные обмотки, причем первые вторичные обмотки трансформаторов, включенные последовательно и синфазно, и вторые, включенные последовательно и противофазно, включены между соответствующими парами выходных зажимов. Половины горизонтальных симметричных вибраторов выполнены длиною h и разнесены между собой на расстояния 2l1.
Пеленгационная АС работает следующим образом.
При приеме радиоволн с напряженностью поля Е, приходящих под углом ϕ к линии, соединяющей вибраторы WB1...WB2, на выходе каналов АЭ вертикальных вибраторов появляются сигналы, которые затем преобразуются в напряжения US1...US4 на выходах сумматоров S1...S4.
Cигналы, служащие для определения направления на источник сигнала, формируются в трансформаторах в результате вычитания напряжений US1...US2 и US3. . . US4. Они при размерах пеленгационной АС, значительно меньших длины волны, и коэффициентах трансформации трансформаторов, равных единице принимают следующий вид:
US1-US2 = j4EmlhgKтcos ϕ ; (1)
US3-US4 = j4mlhgKтsin ϕ. (2)
Сигнал, указывающий интенсивность, формируется посредством суммирования напряжений US1...US4:
US1 + US2 + US3 + US4 = 8EhgKт . (3)
Пеленгование источников радиосигналов по горизонтальной (продольной) составляющей электрического поля производится при помощи горизонтальных вибраторов. В этом случае ЭДС, наведенные продольной составляющей электрического поля Еп на половинах горизонтальных симметричных вибраторов и оболочках коаксиальных кабелей, поступают на входы АЭ. На выходе каждого АЭ формируются два одинаковых противофазных напряжения, которые поступают на входы параллельных сумматоров S5...S12.
Так как в параллельном сумматоре один вход является инвертирующим, а другой - неинвертирующим, то при суммировании противофазных напряжений с весовыми коэффициентами, равными единице, на выходе сумматоров S5...S12 получаются напряжения, равные сумме входных напряжений. С выходов сумматоров S5-S6, S7-S8, S9-S10 и S11-S12 напряжения поступают на входы соответствующих параллельных сумматоров S13...S16, где происходит формирование напряжений горизонтальных вибраторов US13...US16.
Сигналы, служащие для определения направления, формируются в трансформаторах в результате сложения напряжений US13, US14 и US15, US16. Они при размерах пеленгационной АС, значительно меньших длины волны, и коэффициентах трансформации, равных единице, имеют следующий вид:
US13+ US14= 8l1+ EпKтcosϕ ; (4)
US15+ US16= 8l1+ EпKтsinϕ (5)
Сигнал, указывающий интенсивность, формируется посредством вычитания в трансформаторах напряжений US13, US14 и US15, US16 и последующего сложения результатов вычитания.
(US13- US14) + (US15- US16) = j16l1+ KтmlEп (6)
Из выражений (3) и (6) видно, что в АС не требуется отдельных всенаправленных антенн, определяющих интенсивность сигнала. В пеленгационной АС, несмотря на то, что продольная составляющая электрического поля зависит от электрических параметров подстилающей поверхности и входит множителем в выражения (4), (5) и (6), сохраняется стабильное соотношене фаз между сигналами, определяющими направление и интенсивность.
Предлагаемая пеленгационная АС дает возможность расширить область использования АС в сторону низких частот, так как имеет более высокую эквивалентную действующую высоту и может размещаться на поверхности Земли. Кроме того, учитывая слабое затухание горизонтальной компоненты поля на низких частотах с глубиной погружения в землю, горизонтальные антенны могут быть размещены на некоторой глубине в земле. Такое размещение горизонтальных антенн повышает стойкость пеленгационной АС к механическим воздействиям.
Повышение эквивалентной действующей высоты предлагаемой АС обусловлено следующими факторами. Во-первых, включение в вибраторы активных элементов, имеющих высокое входное сопротивление и малую входную емкость, увеличивает коэффициент передачи антенно-фидерных трактов и расширяет их полосу пропускания. Во-вторых, разделение напряжений сигналов вибраторов на два противофазных напряжения, передача их по отдельным коаксиальным линиям к соответствующим параллельным сумматорам и сложение их в сумматорах дают возможность двукратно использовать АС. В-третьих, разнос половин горизонтальных вибраторов на расстояние 2l1 увеличивает действующую длину горизонтального вибратора при l1 >> h приблизительно в 2 раза, а следовательно, еще в 2 раза возрастает эквивалентная действующая высота пеленгационной АС при работе с горизонтальными антеннами.
Формула изобретения: ПЕЛЕНГАЦИОННАЯ АНТЕННАЯ СИСТЕМА, содержащая две пары вертикальных несимметричных вибраторов и две пары горизонтальных симметричных вибраторов, расположенных на равных расстояниях 2l друг от друга на взаимно ортогональных прямых и соединенных с первичными обмотками соответствующих трансформаторов, каждый из которых имеет две вторичные обмотки, причем первые вторичные обмотки всех трансформаторов, соединенные последовательно и синфазно, а вторые вторичные обмотки, соединенные последовательно и противофазно, включены между соответствующими парами выходных клемм, отличающаяся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона в сторону низких частот и увеличения эквивалентной действующей высоты, вертикальные несимметричные и горизонтальные симметричные вибраторы размещены на поверхности земли, плечи h горизонтальных симметричных вибраторов разнесены друг от друга на расстояние 2l1, причем длина каждого плеча
h≅ (0,05 - 0,1)l 1,
l1≅ 0,8l,
l ≪ λmin,
где λmin - минимальная длина волны рабочего диапазона,
и размещены вдоль взаимно перпендикулярных прямых, которые пересекаются в центре пеленгационной антенной системы, в каждый вертикальный несимметричный вибратор и каждое плечо горизонтального симметричного вибратора введен двухканальный активный элемент, имеющий высокое входное сопротивление, малую входную емкость, равные коэффициенты передачи каналов при фазовом сдвиге между ними 180o, входы каналов всех активных элементов соединены с входами соответствующих вибраторов, а выходы соединены введенными отрезками коаксиальных кабелей равной длины с введенными первыми параллельными сумматорами, при этом выходы первых параллельных сумматоров вертикальных несимметричных вибраторов непосредственно, а выходы первых параллельных сумматоров горизонтальных симметричных вибраторов через введенные вторые параллельные сумматоры соединены с первичными обмотками трансформаторов.