Антенна всенаправленная эфирная телевизионная морского исполнения

Полезная модель относится к области радио и телевидения и может быть использована на судах, кораблях, подвижных и стационарных объектах в качестве всенаправленной эфирной телевизионной антенны для приёма радио- и телевизионного сигналов. Сущность полезной модели заключается в том, что в качестве антенны используется дискоконусная антенна, имеющая КСВ ниже 1,5 в широкой полосе частот от 370 до 980 МГц, в которой антенна имеет стабильную круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости с максимальным усилением в направлении горизонта в пределах 1,5-2,4 дБи. К выходу антенны подключен модуль усилителя малошумящего, который обеспечивает требуемое отношение сигнал/шум на входе приёмной телевизионной аппаратуры с учётом потерь в фидерном тракте в условиях использования на кораблях и судах. Конструкция антенны обеспечивает её эксплуатацию в любых климатических условиях при воздействии корабельных механических факторов.

Антенна всенаправленная эфирная телевизионная морского исполнения, предназначенная для приёма сигналов радиовещания в метровом диапазоне волн и сигналов телевидения в метровом и дециметровом диапазонах волн, содержащая дискоконусную антенну, выход которой подключен к входу модуля усилителя малошумящего (УМШ), выход которого подключен коаксиальным кабелем к выходному разъёму на алюминиевом основании корпуса антенны, на который подаётся питание +12 В для модуля УМШ по коаксиальному кабелю от радиоприёмной телевизионной аппаратуры, отличающаяся тем, что диск и конус антенны выполнены из тонкой листовой меди и закреплены элементами каркаса из радиопрозрачного текстолита, соединенными между собой латунным крепежом, при этом каркас антенны закреплён с помощью латунного крепежа на четырёх алюминиевых стойках такой высоты, которая исключает влияние алюминиевого основания корпуса антенны на искажение диаграммы направленности, а между каркасом антенны и алюминиевым основанием корпуса к алюминиевым стойкам крепится латунным крепежом алюминиевый модуль с платой УМШ, что в совокупности обеспечивает снижение влияния металлических деталей на радиотехнические характеристики антенны, а для обеспечения пыле- и влагозащищённости в алюминиевом основании корпуса выполнен паз для укладки в него герметизирующего шнура, к которому плотно прикручивается на нержавеющий потайной крепёж радиопрозрачный стеклопластиковый обтекатель корпуса антенны, при этом весь крепёж при установке смазывается герметиком, а на алюминиевом основании корпуса через резьбовое отверстие герметично закреплен клапан выравнивания давления для предотвращения образования и удаления из корпуса антенны конденсата, при этом к алюминиевому основанию корпуса антенны крепится болтами стальной фланец, обеспечивающий установку антенны на мачтовую трубу с помощью болтов с контргайками, что в совокупности конструктивно обеспечивает эксплуатацию антенны в морских и речных условиях на судах и кораблях в любых географических регионах, имея при этом малые массогабаритные характеристики и ремонтопригодность.

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к всенаправленным широкополосным вибраторным антеннам для приема радио- и телевизионного сигналов, которая может быть использована в морских и речных условиях на судах и кораблях в любых географических регионах в соответствии с требованиями ГОСТ по воздействию климатических и физических факторов. Отечественных антенн всенаправленных эфирных телевизионных морского исполнения не производится.

Известна антенна [1], которая содержит плоский несущий элемент, по обе стороны которого размещены три дипольных вибратора, состоящие из двух плеч, длина большей стороны плеча составляет 0,2…0,3⋅λ (λ – средняя рабочая длина волны), запитанных с обеих сторон несущего элемента посредством трех непосредственно подсоединенных четвертьволновых двухпроводных трансформаторов, соединяющихся в центре несущего элемента по обе стороны, и образующих, тем самым, две параллельно расположенные контактные площадки для подключения коаксиальной линии передачи сигнала к приемнику. Причем каждая пара плеч дипольных вибраторов расположена по обе стороны от несущего элемента, а сами плечи расходятся в сторону от питающих точек таким образом, что каждый дипольный вибратор занимает сектор несущего элемента в 120 градусов. Технический результат заключается в улучшении качества принимаемого антенной конструкцией цифрового телевизионного сигнала при минимальных потерях сигнала на широкополосном согласовании антенной конструкции с коаксиальной линией передачи в ДМВ диапазоне и возможность одновременного приема прямых и отраженных цифровых телевизионных сигналов горизонтальной поляризации от разных источников с разных направлений.

Для получения более точного представления о характеристиках приведённой в [1] антенны было выполнено моделирование путём проведения расчётов в программе «CST MICROWAVE STUDIO» (численное моделирование высокочастотных устройств). На фиг. 1 представлена трёхмерная модель антенны [1] без корпуса в соответствии с размерами наружной всенаправленной ТВ антенны BAS-1118 OMNI Digital [2], которая является промышленным серийным образцом антенны [1].

На фиг. 2 представлены результаты расчётов в программе «CST MICROWAVE STUDIO» в виде графика частотной зависимости коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВ). На фиг. 3 – 6 представлены результаты численного моделирования диаграмм направленности в горизонтальной (фиг. 3, 5) и вертикальной (фиг. 4, 6) плоскостях на частотах 35-го (586 МГц) и 45-го (666 МГц) телевизионных каналов соответственно. Из представленной частотной зависимости КСВ можно сделать вывод, что недостатком антенны [1] является её узкополосная резонансная характеристика на частоте 567 МГц с КСВ 1,27 и полосой пропускания около 145 МГц по уровню КСВ < 3.

Из представленных графиков диаграмм направленности можно сделать вывод, что антенна имеет равномерную круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости и максимальное усиление в направлении горизонта, которое составляет на частоте 35-го телевизионного канала 1,3 – 1,5 дБи, на частоте 45-го телевизионного канала 0,79 – 1,23 дБи. В вертикальной плоскости усиление начинает существенно снижаться выше углов + 30° и ниже углов минус 30°.

Наиболее близкой по своей технической сущности к заявленной полезной модели является всенаправленная антенна морского исполнения SEAS 6000 производства компании Sea Systems AB, Швеция [3]. Данная антенна использовалась на отечественных кораблях и судах в качестве покупного импортного сертифицированного изделия и в настоящее время её поставка в Россию прекращена.

За прототип возьмём антенну SEAS 6000. Антенна SEAS 6000 состоит из двух проволочных рамочных кольцевых вибраторов, растянутых на картонном каркасе в горизонтальной плоскости в корпусе из прочного пластика ABS, заполненного пенополиуретаном, что придает антенне особую прочность. Внутри корпуса находится двухдиапазонный усилитель малошумящий (УМШ), на два входа которого подключены рамочные кольцевые антенны. С выхода УМШ объединённые сигналы двух диапазонов поступают на один фидер, на конце которого припаян BNC-разъём.

Антенна SEAS 6000 имеет следующие заявляемые параметры [3]:

1. Коэффициент усиления в диапазонах частот и режимах работы:

AM – 0,1 ~ 26,5 МГц > 12 дБ;

Band I/FM – 40 ~ 110 МГц > 25 дБ;

VHF – 170 ~ 230 МГц > 25 дБ;

UHF – 470 ~ 890 МГц > 25 дБ.

2. Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости – круговая.

3. Диаграмма в вертикальной плоскости - в виде восьмёрки.

4. Поляризация - горизонтальная.

5. Напряжение питания - + 15 В (± 10 %), ток потребления – 200 мА.

6. Габаритные размеры: высота - 263 мм, диаметр - 450 мм.

7. Диапазон рабочих температур: от минус 40°С до + 60°С.

К недостаткам антенны SEAS 6000 можно отнести выявленную в ходе эксплуатации неравномерность диаграммы направленности в различных направлениях, которая имеет частотную зависимость по уровню неравномерности. Это приводит к тому, что при движении корабля (судна) и изменении азимутальных углов направлений приёма антенной сигналов от телевизионной вещательной станции, происходит периодическое пропадание трансляции на приёмной телевизионной аппаратуре. При стоянке кораблей и судов в базах и портах у различных причалов азимутальное направление телевизионной вещательной станции по отношению к антенне также разное, что приводит к уверенному приёму сигналов у одних причалов и полному его отсутствию у других.

Ещё одним недостатком, выявленным в ходе эксплуатации антенны SEAS 6000, является её неремонтопригодность. Корпус антенны из прочного пластика ABS состоит из двух частей, которые склеиваются между собой прочным клеем, что не позволяет разобрать антенну в случае выхода из строя УМШ. Кроме того, внутри корпус антенны заполнен пенополиуретаном. При эксплуатации антенны SEAS 6000 неоднократно выходили из строя и заменялись новыми. Также неоднократно происходило падение антенны с мачты, поскольку болты крепления к трубе мачты не имели контргаек.

Для более точной оценки характеристик антенны SEAS 6000 было выполнено моделирование путём проведения расчётов в программе «CST MICROWAVE STUDIO». На фиг. 7 представлена трёхмерная модель антенны SEAS 6000 без корпуса. На фиг. 8 представлена трёхмерная модель антенны SEAS 6000 в корпусе. На фиг. 9 – 11 представлены результаты расчётов в программе «CST MICROWAVE STUDIO» в виде графиков частотной зависимости КСВ: красным цветом – для малой кольцевой рамки, зелёным цветом – для большой кольцевой рамки. На фиг. 12 – 15 представлены результаты численного моделирования диаграмм направленности в горизонтальной плоскости для малой кольцевой рамки (фиг. 12, 13) и для большой кольцевой рамки (фиг. 14, 15) на частотах 35-го и 45-го телевизионных каналов соответственно. На фиг.  16 – 19 представлены результаты численного моделирования диаграмм направленности в вертикальной плоскости для малой кольцевой рамки (фиг. 16,  17) и для большой кольцевой рамки (фиг. 18, 19) на частотах 35-го и 45-го телевизионных каналов соответственно.

Из представленной частотной зависимости КСВ можно сделать вывод, что недостатком антенны SEAS 6000 являются её узкополосные резонансные характеристики. Для малой кольцевой рамки в рабочем диапазоне частот выражен один резонанс на частоте 540 МГц с КСВ = 2 и шириной полосы пропускания около 70 МГц по уровню КСВ < 3. Для большой рамки в рабочем диапазоне частот получены 4 резонанса:

на частоте 229 МГц с КСВ = 1,75 и шириной полосы пропускания 25 МГц по уровню КСВ < 3;

на частоте 437 МГц с КСВ = 2,35 и шириной полосы пропускания 23 МГц по уровню КСВ < 3;

на частоте 663 МГц с КСВ = 2,76 и шириной полосы пропускания 18 МГц по уровню КСВ < 3;

на частоте 880 МГц с КСВ = 2,83 и шириной полосы пропускания 12 МГц по уровню КСВ < 3.

Из представленных графиков диаграмм направленности можно сделать вывод, что расположение двух кольцевых рамок антенны SEAS 6000 в одной плоскости оказывает значительное взаимное влияние. Так из-за расположения большой кольцевой рамки вокруг малой кольцевой рамки, у малой рамки происходит снижение усиления вдоль горизонтальных направлений и увеличение усиления вдоль вертикальной оси антенны. Таким образом, диаграмма направленности в вертикальной плоскости малой кольцевой рамки представляет собой «восьмёрку» вытянутую вдоль вертикальной оси антенны с максимумами усиления в зенит и надир до 4,85 дБи на частоте 586 МГц и до 5,21 дБи на частоте 666 МГц, и минимумами усиления вдоль горизонта от минус 6 до минус 8 дБи.

Диаграммы направленности большой кольцевой рамки в горизонтальной плоскости из-за нахождения внутри неё малой кольцевой рамки имеют значительную изрезанность из максимумов до 1,98 дБи и минимумов до минус 10 дБи и состоят из пяти основных лепестков и одного малого лепестка на частотах 586 и 666 МГц.

Таким образом, выявленные при эксплуатации антенны SEAS 6000 неравномерности диаграммы направленности в различных направлениях с частотной зависимостью подтвердились при численном моделировании в программе «CST MICROWAVE STUDIO».

Целью полезной модели является разработка антенны для обеспечения всенаправленного приёма сигналов радиовещания в метровом диапазоне волн и сигналов телевидения в метровом и дециметровом диапазонах волн и трансляции этих сигналов на корабельную и судовую телевизионную приёмную аппаратуру с требуемым качеством в морских и речных условиях эксплуатации в любых географических регионах. При этом для изготовления антенны должны использоваться только отечественные материалы и компоненты.

Поставленная цель достигается тем, что проводящие элементы конструкции антенны согласно заявляемой полезной модели выполнены в виде дискоконусной антенны. Эта антенна состоит из конуса и диска, между которыми с помощью коаксиального кабеля подается питающее напряжение. Диск присоединяется к центральному проводнику, а к экрану кабеля — конус, так что последний служит как бы продолжением экрана. Диск удерживается в горизонтальном положении с помощью изолирующих подпорок. Дискоконусную антенну относят к антеннам с верхним питанием, которые снабжены концевой ёмкостью в виде диска и конусообразным внешним проводником [4].

Главное преимущество дискоконусной антенны заключается в большой ширине полосы рабочих частот. Как и любой вертикальный вибратор, она, характеризуется круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и в вертикальной плоскости, как у полуволнового вибратора – в виде восьмёрки.

Выше нижней частотной границы, на которую рассчитана антенна, КСВ в 50-омном фидере не превышает 2 во всей частотной области с отношением пределов 1 : 10. Важнейшей среди характеристик оказалась нижняя предельная частота f_н. Её можно определить как наименьшую рабочую частоту, на которой КСВ не превышает 3. На частотах ниже f_н КСВ быстро растёт, а выше f_н – постепенно убывает до своего среднего значения менее 1,5. Дискоконусная антенна электрически ведёт себя как фильтр верхних частот с относительно крутым спадом частотной характеристики.

Результаты определений минимальной рабочей частоты f_н зависят от длины конуса L_s, диаметра диска D и угла при вершине конуса (фиг.  20) [4]. Как показывают экспериментальные данные оптимальный D составляет 0,7⋅С_max независимо от угла ϕ/2. Длина конуса L_s определяется ϕ/2 и составляет приблизительно 0,25⋅λ. С_min ограничивает частотную область сверху таким образом, что она расширяется с уменьшением С_min. Между С_min и промежутком S действует соотношение S = 0,3⋅С_min, зависящее от угла раскрыва ϕ/2.

Заявляемая полезная модель имеет размеры в соответствии с классической схемой, представленной на фиг. 20. При этом выполненное численное моделирование в программе «CST MICROWAVE STUDIO» с целью оптимизации размеров антенны под диапазон цифрового телевещания привело к полному совпадению размерных пропорций дискоконусной антенны, указанных в [4].

На фиг. 21 представлена трёхмерная модель разработанной дискоконусной антенны без корпуса.

На фиг. 22 и 23 представлены результаты расчётов в программе «CST MICROWAVE STUDIO» в виде графика частотной зависимости КСВ. На фиг. 24 – 27 представлены результаты численного моделирования диаграмм направленности в горизонтальной (фиг. 24, 26) и вертикальной (фиг. 25, 27) плоскостях на частотах 35-го и 45-го телевизионных каналов соответственно. Из представленной частотной зависимости КСВ можно сделать вывод, что разработанная модель дискоконусной антенны имеет широкую рабочую полосу частот от 370 до 980 МГц с КСВ менее 1,5, а с КСВ по уровню не более 3 частотная полоса составляет от 300 МГц до более 1000 МГц.

Из представленных графиков диаграмм направленности можно сделать вывод, что антенна имеет равномерную круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости и максимальное усиление в направлении горизонта, которое составляет на частоте 35-го телевизионного канала от 1,7 до 2,0 дБи, на частоте 45-го телевизионного канала – от 2,3 до 2,4 дБи. При этом в вертикальной плоскости усиление начинает снижаться выше углов + 60° и ниже углов минус 30°, что имеет наилучший результат из рассмотренных антенн. Это позволит обеспечивать радиоприём телевизионного вещания даже при качке корабля на взволнованной поверхности моря.

Для обеспечения работы в морских условиях на кораблях и судах в любых географических регионах разработана специальная конструкция для удержания диска и конуса в требуемом положении с учётом оказания наименьшего влияния металлических деталей на диаграмму направленности антенны. На фиг. 28 представлена полная конструкция заявляемой полезной модели с обтекателем в разрезе. В состав полезной модели входит конус (1) и диск (2), изготовленные из листовой меди. Диск и конус не имеют между собой контакта и раскреплены с помощью радиопрозрачных элементов из текстолита и латунного резьбового крепежа. В состав элементов из текстолита входят:

нижнее круглое основание (3), на котором установлен конус (1);

нижний круглый фланец (4), который с помощью крепёжных винтов из латуни прижимает нижнюю часть конуса (1) к круглому основанию (3);

верхнее круглое основание (5) с бортиком, где находится диск (2);

верхний фланец (6), который с помощью крепёжных винтов из латуни удерживает диск (2) на верхнем круглом основании (5);

четыре вертикальных стойки (7) установленные на нижнее основание (3) и закрепленные с ним болтовым соединением, на верхней части которых закреплено болтовым соединением верхнее основание (5) с диском (2), закрепленным фланцем (6).

Нижнее круглое основание антенны с помощью латунного винтового крепежа прикручено к алюминиевым стойкам (8), которые закреплены на алюминиевом основании (9) с помощью нержавеющего крепежа. При этом произведён расчёт высоты алюминиевых стоек, при которой исключается влияние алюминиевого основания корпуса антенны на искажение диаграммы направленности. Для обеспечения укрытия антенны от воздействия климатических факторов с верхней стороны к основанию (9) прикручивается радиопрозрачный стеклопластиковый обтекатель (10), который для соединения с основанием (9) имеет потайной фланец (11) с запрессованными в нём заклёпками гаечными цилиндрическими с потайным бортом (12). Для обеспечения пыле- и влагозащищённости в алюминиевом основании корпуса выполнен паз (13) для укладки в него герметизирующего шнура, к которому плотно прилегает потайной фланец радиопрозрачного стеклопластикового обтекателя (10).

С нижней стороны к основанию (9) крепится высокочастотная приборная розетка СР-75-66ФВ для подключения фидера идущего от приёмной телевизионной аппаратуры. Фидер от приёмной телевизионной аппаратуры подключается к розетке СР-75-66ФВ с помощью вилки СР-75-54ПВ через трубу мачты, к которой антенна в сборе крепится с помощью стального фланца (14). Стальной фланец (14) с помощью болтов крепится к основанию (9). Для крепления к трубе на мачте фланец (14) имеет два вертикальных усиленных утолщения стенок (15), в центре которых имеются резьбовые отверстия под болты, которыми с помощью контргаек антенна надёжно закрепляется на трубе мачты.

К приборной розетке СР-75-66ФВ с внутренней стороны основания (9) припаивается фидер, который с помощью высокочастотной вилки кабельной прямой SMA-ВКП-3.38-3-301 с другой стороны подключается к выходному разъёму модуля УМШ (16). По фидеру от приёмной телевизионной аппаратуры в модуль УМШ (16) через выход подаётся постоянное питание напряжением + 12 В. Модуль УМШ (16) в экранированном корпусе крепится к двум стойкам (8) между основаниями (3) и (9). На входной разъём модуля УМШ (16) подключается вилка кабельная прямая SMA-ВКП-3.38-3-301 с фидером, который проходит внутри конуса (1) и центральная жила которого припаяна к центру диска (2) антенны, экранированная оплётка фидера припаяна к верхней части конуса (1) антенны. Модуль УМШ предназначен для усиления принятого радио и телевизионного сигналов и обеспечения требуемого отношения сигнал/шум на входе приёмной радио и телевизионной аппаратуры с учётом потерь в фидерном тракте при его значительной длине.

На алюминиевом основании (9) корпуса через резьбовое отверстие герметично закреплен клапан выравнивания давления (17) для предотвращения образования и удаления из корпуса антенны конденсата, который обычно образуется при сильных перепадах температуры, что обеспечивает эксплуатацию антенны в любых климатических условиях.

Весь антенный резьбовой крепёж при установке смазывается герметиком для обеспечения герметичности соединений и невозможности самопроизвольного выкручивания в условиях вибрационных нагрузок при эксплуатации на кораблях, судах или других подвижных объектах.

УМШ состоит из двух каскадов на транзисторах (фиг. 29), собранных по схеме с общим эмиттером и охваченных общей цепью с отрицательной обратной связью (ООС) по постоянному току через резистор R1. ООС по переменному току при этом незначительна. Основное усиление сигнала обеспечивается первым каскадом. Второй каскад, охваченный параллельной (через резистор R4) и последовательной (через резисторы R2 и R3) ООС, служит для выравнивания суммарной амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) усилителя. Конденсаторы С2 и С3 в эмиттерной цепи транзистора VT2 корректируют АЧХ в области нижних и средних частот полосы пропускания.

Поскольку дискоконусная антенна электрически ведёт себя как фильтр верхних частот с относительно крутым спадом частотной характеристики, то в схему УМШ включён фильтр нижних частот на элементах L1, C7, L2 и C8 для подавления радиосигналов выше частоты среза фильтра 900 МГц от систем GSM, LTE, Wi-Fi и других.

Включённая в схему УМШ интегральная микросхема D1 в совокупности с элементами R5, R6, C4, C6 обеспечивает УМШ стабилизированным питанием + 12 В, а развязывающий фильтр на элементах C9 и L3 обеспечивает защиту приёмной телевизионной аппаратуры от постоянного напряжения.

Все используемые элементы в УМШ отечественного производства и имеют качество военной приёмки:

1. С1 – конденсатор К-10-79 – 50 В – 1000 пФ ± 5 % – МП0 АЖЯР.673511.004 ТУ.

2. С2, С3 – конденсатор К-10-79 – 100 В – 10 пФ ± 5 % – МП0 АЖЯР.673511.004 ТУ.

3. С4 – конденсатор К-10-83 – 50 В – 0,01 мкФ ± 10 % – Н20 АЖЯР.673511.008 ТУ.

4. С5 – конденсатор К-10-79 – 50 В – 1000 пФ ± 5 % – МП0 АЖЯР.673511.004 ТУ.

5. С6 – конденсатор К-50-97 – 25 В – 10 мкФ ± 20 % ЕВАЯ.673541.054 ТУ.

6. С7 – конденсатор К-10-79 – 100 В – 4,7 пФ ± 5 % – МП0 АЖЯР.673511.004 ТУ.

7. С8 – конденсатор К-10-79 – 100 В – 100 пФ ± 5 % – МП0 АЖЯР.673511.004 ТУ.

8. С9 – конденсатор К-10-83 – 50 В – 0,1 мкФ ± 10 % – Н20 АЖЯР.673511.008 ТУ.

9. D1 – микросхема 1158ЕН12ГХ АЕЯР.431420.773 ТУ.

10. L1, L2 – катушка индуктивности КИВ18-5,6 – 5,6 мкГн КВШУ.670114.001 ТУ.

11. L3 – микродроссель МД43Ф-2200 – 2200 мкГн КВШУ.671344.017 ТУ.

12. R1 – резистор Р1-12-0,1 – 27 кОм ± 5 % – Т АЛЯР.434110.005 ТУ.

13. R2, R3 – резистор Р1-12-0,1 – 300 Ом ± 5 % – Т АЛЯР.434110.005 ТУ.

14. R4 – резистор Р1-12-0,1 – 680 Ом ± 5 % – Т АЛЯР.434110.005 ТУ.

15. R5 – резистор Р1-12-0,125 – 120 Ом ± 5 % – Т АЛЯР.434110.005 ТУ.

16. R6 – резистор Р1-12-0,125 – 1 кОм ± 5 % – Т АЛЯР.434110.005 ТУ.

17. V1 – набор диодов 2Д707АС9 аА0.339.583 ТУ.

18. VТ1, VТ2 – транзистор 2Т657А-2 аА0.339.405 ТУ.

19. Х1, Х2 – розетка SMA-РПМП-Х-1-078 ТУ 27.33.13.120-005-38970729-2019.

Сопоставимый анализ с антенной-прототипом показывает, что заявляемая полезная модель отличается геометрическими параметрами, выбранными в соответствии с требуемой шириной полосы частот цифрового телевещания, позволившими улучшить форму диаграммы направленности и коэффициент усиления, а также конструкцией, обеспечивающей эксплуатационную надёжность в корабельных и любых климатических условиях. Дополнительным положительным отличием от антенны-прототипа является ремонтопригодность, которая обеспечивается болтовым креплением радиопрозрачного обтекателя, что позволяет заменить в случае неисправности модуль УМШ. В комплектность каждой поставляемой антенны в виде запасных частей включён модуль УМШ, несмотря на то, что расчёт надёжности в соответствии с [5] показал высокие показатели.

Наработка на отказ заявляемой полезной модели составляет:

для группы 2.1.3 по ГОСТ РВ 0020-39.304-2019 – Т_ср = 349650 часов;

для группы 2.2.2 по ГОСТ РВ 0020-39.304-2019 – Т_ср = 343642 часов.

Вероятность безотказной работы заявляемой полезной модели за 50000 часов эксплуатации составляет:

для группы 2.1.3 по ГОСТ РВ 0020-39.304-2019 – P(50000) ≥ 0,867;

для группы 2.2.2 по ГОСТ РВ 0020-39.304-2019 – P(50000) ≥ 0,865.

Вероятность безотказной работы заявляемой полезной модели за 12000 работы составляет:

для группы 2.1.3 по ГОСТ РВ 0020-39.304-2019 – P(12000) ≥ 0,966;

для группы 2.2.2 по ГОСТ РВ 0020-39.304-2019 – P(12000) ≥ 0,965.

Окончательная проверка возможности достижения поставленной цели устройства выполнены в процессе испытаний опытного образца. Фотография опытного образца дискоконусной антенны заявляемой полезной модели без обтекателя представлена на фиг. 30.

Измеренный КСВ разработанной дискоконусной антенны оказался несколько хуже, чем при численном моделировании в программе «CST MICROWAVE STUDIO», что объясняется влиянием элементов конструкции каркаса антенны. Измерения выполнялись портативным анализатором спектра FSH4, фотография измерений представлена на фиг. 31. Наилучший КСВ = 1,17 получен на частоте 544,6 МГц. КСВ не более 2 получен в полосе частот от 473 до 876 МГц. КСВ не более 3 получен в полосе частот от 348 до 410 МГц и от 876 до более 900 МГц.

Измеренный коэффициент передачи модуля УМШ в рабочем диапазоне от 48 до 890 МГц составил от 17 до 22 дБ (фиг. 32). Измерения производились измерителем комплексных коэффициентов передачи и отражения Обзор-304.

Измеренная чувствительность модуля УМШ в диапазоне радиовещания от 48 до 108 МГц при соотношении сигнал/шум 25 дБ составила не более 2 мкВ. Измерения производились с помощью генератора высокочастотных сигналов АКИП-3208 и портативного анализатора спектра FSH4.

Измеренная чувствительность модуля УМШ в телевизионном диапазоне (для режима QAM-64) от 170 до 890 МГц составила не более 15 дБмкВ. Измерения производились с помощью цифрового модулятора сигналов DVB-T/T2 TERRA MHD001 и измерительного прибора цифровых телевизионных сигналов ТСВ Комбо+.

Антенна прошла испытания и обеспечивает соответствие требованиям стойкости, прочности и устойчивости к воздействию механических и климатических факторов в соответствии с ГОСТ РВ 0020-39.304-2019 (группы исполнения 2.1.3, 2.2.2).

Антенна прошла испытания и обеспечивает соответствие требованиям водозащищённости.

Это позволяет сделать вывод, что заявляемая антенна соответствует критерию «новизна», а анализ известных технических решений аналогичного назначения показал на отсутствие в них совокупности существенных признаков заявляемого устройства, проявляющих такие свойства, которые приобрёл от их использования заявляемый объект, что указывает на соответствие заявляемого устройства критерию «изобретательский уровень».

Литература

1. Патент на полезную модель № 186322 (РФ). Дипольная антенная система с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и широкополосным согласованием в ДМВ диапазоне. / Волошин А.И., Солдаткин А.С., Шмаров Д.А. / OOO «РЭМО-Технологии» – Опубл. 16.01.2019 – H01Q 23/00.

2. Наружная всенаправленная ТВ антенна BAS-1118 OMNI Digital. Паспорт. OOO «РЭМО-Технологии» / URL: https://remo-zavod.ru/index. php?route=product/product&path=146_152&product_id=780 (дата обращения 11.05.2023).

3. URL: https://seasystems.se/wp-content/uploads/2020/09/SEAS-6000_ Rev.-1.7.pdf (дата обращения 15.05.2023).

4. Ротхаммель К., Кришке А. Антенны. Том 1. (11-е издание). / М.: Данвел, 2007. С. 397-402.

5. Прытков С.Ф. и др. Надёжность электрорадиоизделий: справочник. – М.: Издательство 22 ЦНИИ МО РФ, 2006. 641 с.