谐振可调谐天线.pdf

《谐振可调谐天线.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《谐振可调谐天线.pdf（13页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910640190.6 (22)申请日 2019.07.16 (30)优先权数据 2018126233 2018.07.16 RU (71)申请人 DV费多索夫 地址 俄罗斯,鄂木斯克市 (72)发明人 DV费多索夫 (74)专利代理机构 北京戈程知识产权代理有限 公司 11314 代理人 程伟王锦阳 (51)Int.Cl. H01Q 1/36(2006.01) H01Q 5/10(2015.01) H01Q 5/20(2015.01) H01Q 5/314(2015.01。

2、) (54)发明名称 谐振可调谐天线 (57)摘要 本发明涉及通常在矿井中提供通信的天线 技术， 还特别涉及用于提供感应通信的小型谐振 可调谐天线。 技术效果是可在宽无线电波范围内 平滑调节天线工作频率， 因此可补偿具有电容的 外部物体的影响并将天线切换到其它收发频率 信道。 具有匹配装置的可调谐谐振天线， 所述天 线包括变压器形式的匹配装置， 其包括主和辅助 绕组； 2D-或3D-导电体形式的发射振动器， 所述 振动器连接到变压器辅助绕组并位于匹配变压 器磁场中， 其特征在于在变压器辅助螺线管线圈 附近具有电容部件， 其在任何点上与匹配变压器 电联接并沿着螺线管轴线移动。 由于天线变压器 的。

3、主和辅助螺线管由通过继电器串联连接的部 分组成， 因此不仅可在单个范围内调谐频率， 还 可切换到另一个范围。 权利要求书1页 说明书3页 附图8页 CN 110729553 A 2020.01.24 CN 110729553 A 1.一种具有匹配装置的天线， 所述天线包括变压器形式的匹配装置， 所述变压器包括 主绕组和辅助绕组； 2D-或3D-导电体形式的发射振动器， 所述振动器连接到辅助绕组并且 位于匹配变压器的磁场中， 其特征在于， 在变压器的辅助绕组附近具有在任何点都与变压 器电联接的移动电容部件， 并且具有用于手动或自动地相对于辅助绕组移动电容部件并且 将其固定在选定位置的机构。 2.。

4、根据权利要求1所述的具有匹配装置的天线， 其特征在于， 连接到变压器的辅助绕组 的振动器与电容部件组合， 并且沿着辅助螺线管的轴线移动。 3.根据权利要求1所述的具有匹配装置的天线， 其特征在于， 主和辅助绕组分成通过继 电器连接的几个部分。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110729553 A 2 谐振可调谐天线 技术领域 0001 本发明涉及天线技术， 并且可以使用在提供移动通信和感应通信的小型中波收发 技术中， 以及作为用于安装在固定和移动通信对象上的单独的天线， 其在需要小型天线的 矿井和坑中是非常实际的。 背景技术 0002 目前已知高效的现代百米波和十米波天线的尺寸为数十米和数。

5、百米， 这大大减少 了它们在移动通信中的使用， 增加固定安装天线以提供无线电通信所需的时间， 并且使他 们在有限空间的条件下的使用实际上是不可能的。 这种类型的天线阻止了开发和使用百米 和十米波无线电通信本身以及在长波、 中波和短波无线电通信的范围内的收发设备的结 构。 这些无线电波范围对于在矿井中提供通过岩石并通过感应的无线电通信是最有吸引力 的， 因为这些信号良好地以最小的损耗通过电缆线传播。 0003 在实用新型专利RU 154886中公开了由薄振动器、 铁氧体环上的变压器、 延长的螺 线管和配重组成的天线。 通过连接到延长的螺线管内的配重的可拆卸电极对该天线的频率 进行调谐， 该电极通。

6、过所述延长的螺线管的线圈提供电容通信并且桥接该延长的螺线管。 0004 这种结构不能用作移动天线， 因为配重会显著增加天线体积。 而且， 使用薄的长振 动器的这种结构作为地下结构(矿井和山洞)中的便携式结构将是不方便的。 0005 所提出的天线的结构不包括铁氧体磁芯， 其显著增加输入信号的最大功率电平。 0006 天线由具有电容的2D-或3D-导电体的振动器(发送部件)组成。 使用竖直地或水平 地布置的导电圆筒作为这种振动器是最方便的。 所述天线包括匹配变压器作为主绕组和辅 助绕组， 所述变压器具有可变的变换系数。 所述变压器以这样的方式定位， 即其磁场在变压 器后面延伸并且包围振动器。 变压。

7、器磁场是具有足够快速减小幅度的场， 实际上位于尺寸 不大于变压器本身的线性尺寸的几个单位的空间内， 通常该空间的尺寸会小于天线发射波 长的1。 为了调谐谐振频率， 将电容部件放置在变压器的辅助绕组的线圈附近， 所述电容 部件电连接到变压器的任何点并且可以沿着辅助螺线管的轴线移动， 无论是接近线圈或远 离它们。 0007 沿着辅助螺线管的轴线移动以调谐频率的振动器可以用作这种部件。 0008 为了使谐振天线不仅在单个无线电波范围内平滑地调谐， 而且使其可以在几个频 率范围内操作所述天线， 变压器的所述主绕组和辅助绕组由多个部分组成， 这些部分通过 继电器串联连接。 绕组的电感和频率范围取决于连接。

8、部分的数量。 0009 因此， 所述天线使得矿井感应通信系统的使用者能够可操作地组织两个固定通信 点， 并且在沿着感应通信线路的运行中提供通信。 0010 本装置最接近的现有技术是RU2488927 具有匹配装置的谐振可调谐天线 的天 线。 该天线包括2D-或3D-导电体形式的振动器， 在开放磁导体上匹配变压器的辅助绕组， 其 变压器连接到振动器并且其主绕组被供电。 该天线具有非常小的尺寸并且可以使用在移动 通信中， 然而， 它具有显著的缺点， 即： 类似的天线结构仅可以有效地用于发送从1到5W的小 说明书 1/3 页 3 CN 110729553 A 3 功率范围的便携式无线电台的信号， 因。

9、为当传输大功率信号时， 制造磁导体的铁氧体磁芯 变得磁饱和并且被加热， 不允许使用这些天线来传输几十瓦和几百瓦的功率， 而这在实现 固定无线电通信中心的情况下是特别需要的。 发明内容 0011 本发明的技术效果是可以在相当宽的范围内调谐小天线的工作频率， 同时使用数 十瓦和数百瓦的增加功率的信号源， 并且保持所述天线的小尺寸， 这扩大了无线电设备的 功能， 特别是在有限空间(矿井、 山洞)的条件下， 此外， 天线可以调谐到其它无线电波范围。 0012 所述技术效果是通过将根据本发明的辅助螺线管附近的移动电容部件(电极)形 式的调节部件放置在天线中来实现的， 所述天线包括由主绕组和辅助绕组制成的。

10、变压器形 式的匹配装置， 以及形状为2D- 或3D-导电体的振动器， 所述导电体位于变压器的磁场内并 且连接到变压器的辅助绕组。 0013 电容部件沿着辅助螺线管的轴线移动， 并且所述天线包括用于移动所述部件的机 构， 所述机构可以是具有螺杆的电动电机， 当螺杆旋转时， 该螺杆提升或降低电容部件， 因 此改变天线的工作频率。 0014 由于辅助绕组的线圈和调节电容部件之间的桥接电容的变化， 天线工作频率发生 变化。 这种频率变化可以在频带中心的10-20的带宽内进行。 为了转换到另一个频率范 围， 变压器的主绕组和辅助绕组由几个部分组成， 这些部分通过继电器连接。 如果连接附加 部分， 则选择。

11、较低的无线电波范围， 而在断开附加部分时选择较高的无线电波范围。 0015 本发明可以通过使用已知的技术手段、 技术和材料在工业中实施， 并且满足可专 利性 “工业实用性” 的标准。 附图说明 0016 本发明通过附图来说明， 其中图1示出了谐振可调谐天线的设计图。 0017 在图2A和图2B中的两个平面中形成的截面中更详细地示出了天线结构。 0018 图3A示出了调节部件4与点F中的辅助绕组的端部的连接， 图3B 示出了电容部件 与点和D的连接， 即， 与主螺线管的尾端连接以及与辅助螺线管的前端连接。 0019 图4示出了天线， 其中振动器1起调节部件4的作用并沿其内部的螺线管3的轴线行 进。

12、。 0020 图5示出了天线的等效电路。 0021 图6示出了双频带天线的变压器的电路的片段。 具体实施方式 0022 本发明通过附图来说明， 其中图1示出了天线设计图。 0023 使用其上放置有圆柱形3D传导振动器1的介电管作为天线框架。 它可以由粘附在 框架上的箔制成。 0024 天线输入5所连接的变压器的主绕组2和辅助绕组3设置在框架上。 可以由箔制成 的电容部件4布置在框架内部的塑料管部分上。 存在用于调谐天线的电容部件4的移动机构 6， 所述机构包括放置在辅助螺线管的轴线上的电动机、 齿轮箱和螺杆， 并且当所述机构旋 说明书 2/3 页 4 CN 110729553 A 4 转时， 。

13、电容部件沿着该轴线移动。 0025 在图2和图2中的两个平面中形成的截面中更详细地示出了天线结构。 天线框 架8位于保护壳体7中， 保护壳体7也由介电材料制成。 调节电容部件6的移动装置包括电动 机6.1、 齿轮箱6.2、 螺杆6.3、 介电材料的螺母6.4， 所述电动机6.1、 齿轮箱6.2、 螺杆6.3全部 布置在变压器螺线管的轴线上， 螺杆在所述介电材料的螺母6.4内旋转。 螺母6.4牢固地固 定在管9中， 在管9上设置有箔层形式的电容部件4。 为了防止带有螺母6.4的管9在螺杆6.3 旋转时翻转并且使得带有螺杆的所述管在管9上和天线框架8上升高和降低， 存在导向装置 10。 电容部件4。

14、通过柔性绝缘导线连接到变压器的任何点， 例如、 、 D或 F。 图3A示出了调 节部件4与点F中的辅助绕组的端部的连接， 图3示出了电容部件与点和D的连接， 即， 与 主螺线管的尾端连接以及与辅助螺线管的前端连接。 0026 图4示出了天线， 其中振动器1起调节部件4的作用并沿其内部的螺线管3的轴线行 进。 0027 图5示出了天线的等效电路。 调节电容部件4和辅助螺线管的线圈形成一系列可变 电容的调节电容器1， 2N， 其电容取决于部件 4的位置。 0028 图6示出了双频带天线的变压器的电路的片段。 主螺线管由两个部分2.1和2.2组 成， 辅助螺线管由部分3.1和3.2组成。 部分2.2。

15、和 3.2通过继电器连接到螺线管。 当这些螺 线管连接时， 天线在较低的无线电波范围内工作， 当它们断开时， 天线在较高的无线电波范 围内工作。 通过这种技术方案实现天线的多频带。 0029 天线如下工作。 0030 当高频信号提供给变压器的主绕组2时， 感应辅助螺线管3中磁场的磁场在主绕组 2中产生。 在变压器周围产生磁场， 其磁感应矢量沿着辅助螺线管引导。 由于从变压器的辅 助升压绕组3向振动器提供高电压， 所以产生强度矢量垂直于振动器1的表面的电场， 所述 变压器电联接到振动器1。 鉴于此， 振动器1的表面位于变压器的磁场区域内， 使得磁感应矢 量与振动器上产生的电场的强度矢量之间的角度。

16、接近90 ， 在振动器的附近出现足以产生 无线电波的条件。 0031 由于所述天线是谐振的并且是开放振荡电路， 当任何附加的无功部件被添加到所 述电路时， 谐振频率被改变。 这种无功部件是电容元件4， 其桥接变压器的辅助绕组， 引起谐 振频率的变化并且将天线调谐到另一频率。 这允许天线频率在频带中心10到20的范围 内调谐。 为了转移到另一个范围， 需要断开或连接变压器的主螺线管2和辅助螺线管3的部 分的部件。 说明书 3/3 页 5 CN 110729553 A 5 图1 说明书附图 1/8 页 6 CN 110729553 A 6 图2A 说明书附图 2/8 页 7 CN 110729553 A 7 图2B 说明书附图 3/8 页 8 CN 110729553 A 8 图3A 说明书附图 4/8 页 9 CN 110729553 A 9 图3B 说明书附图 5/8 页 10 CN 110729553 A 10 图4 说明书附图 6/8 页 11 CN 110729553 A 11 图5 说明书附图 7/8 页 12 CN 110729553 A 12 图6 说明书附图 8/8 页 13 CN 110729553 A 13 。