В ЮУрГУ запатентовали широкополосную антенну для FM-радио и посадки самолетов
Патент на широкополосную вибраторную антенну с большим диапазоном рабочих частот, который дает возможность подключать к одному излучателю одновременно несколько радиостанций, получили ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ), 29 декабря сообщает пресс-служба вуза.
Эту модель устройства ученые ЮУрГУ создавали в сотрудничестве с Челябинским областным радиотелевизионным передающим центром. Она должна была позволить уменьшить количество антенн на телебашне для разгрузки ее конструкции.
Новая широкополосная вибраторная антенна представляет собой устройство, содержащее два параллельных вибратора, каждый из которых состоит из двух излучающих на относительно высокой частоте элементов.
Сильная электромагнитная связь между ними расширила диапазон рабочих частот всей антенны вниз, и он составил 96–108 МГц, что позволило заменить ею большое количество узкополосных антенн, каждая из которых использовалась отдельной радиостанцией.
Антенна, изготовленная из алюминия, имеет малые вес (2,5 кг) и габариты, что в совокупности со снятием множества старых узкополосных антенн с их кабелями позволит снять несколько тонн нагрузки с городской телебашни.
Доцент кафедры радиоэлектроники и систем связи ЮУрГУ, кандидат технических наук Алексей Ершов рассказал о поставленной перед разработчиками задаче:
«Для того чтобы нам можно было обеспечить широкую зону охвата и большую дальность сигнала, нужно было сконцентрировать поле его излучения преимущественно в сторону горизонта, туда, где находятся дальние потребители сигнала. Ближние же к телебашне потребители однозначно получают хорошее поле ввиду маленького расстояния».
Решая эту задачу, разработчики сконструировали антенную решетку из шестнадцати широкополосных вибраторных антенн (большое их количество нужно для усиления сигнала), которые размещаются по четырем сторонам телебашни и работают одновременно как семейство.
Такая антенная решетка обеспечивает формирование в пространстве, в горизонтальной плоскости, круговой диаграммы направленности сигнала, позволяющей в радиусе до 100 км от вышки качественно принимать (с учетом рельефа местности) сигнал от телебашни с новыми антеннами.
Следует отметить, что предыдущие излучатели не обеспечивали для всех дальних направлений необходимый уровень напряженности электрического поля, что создавало в отдельных зонах обслуживания полные «провалы» сигнала.
Антенные решетки, созданные в ЮУрГУ, уже установлены на башне Челябинского областного радиотелевизионного передающего центра, а также на телебашнях в Магнитогорске и Кемеровской области. Они позволят снять в России потребность в импортных широкополосных антеннах, которые ранее закупались в основном у немецких и итальянских производителей.
Применять антенну челябинских ученых можно и в системах посадки самолетов на аэродромах, расположенных на территории со сложным рельефом местности в зоне захода на посадку, а также тех, где возможен высокий уровень снежного покрова.
Такие системы должны обеспечивать при полном отсутствии видимости безопасную посадку самолета вплоть до его соприкосновения с поверхностью взлетно-посадочной полосы и полной остановки.
Челябинская широкополосная вибраторная антенна второго поколения, которая используется в посадочной системе, имеет сверху специальный обтекатель, защищающий ее от различных осадков (предупреждая образование слоя льда в морозы), и настроена на иной диапазон частот (ILS). Ее преимущество состоит в том, что при смещении из-за неблагоприятных метеоусловий центральной частоты антенны, широкий рабочий диапазон позволяет обеспечить работу системы.
Новый патент ученые ЮУрГУ получили на модернизированную конструкцию широкополосной вибраторной антенны третьего поколения. Не отличаясь внешне от своей предшественницы первого поколения, она имеет немного другую «начинку», использование которой упрощает и ускоряет технологию ее сборки для производителей, снижая тем самым их затраты.
