Активная свч микрополосковая антенна
Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение КПД. Антенна содержит диэлектрическую подложку 1, прямоугольный металлический излучатель 2, металлический экран 3 с углублением 5 цилиндрической формы, генераторный полупроводниковый диод 4 и отрезок 6 проводника. При подаче пускового тока на диод 4 возбуждаются колебания, энергия которых запасается в кольцевом резонаторе, образованном наружной частью корпуса диода 4 и внутренней стенкой углубления 5. Этот резонатор имеет высокую добротность и резонансную частоту, равную собственной частоте диода 4. Он также обеспечивает согласование диода 4 с излучателем 2, передавая запасенную энергию в его резонатор. За счет выбора высоты углубления 5 обеспечивается хорошее качество этого согласования, что повышает КПД антенны. Использование кольцевого резонатора, обеспечивающего развязку диода 4 от внешних воздействий, также повышает КПД антенны. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1.(51) 5 Н 01 О 23/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4248485/24-09 (22) 21.05.87 (46) 1 5.02.90. Бюл. И 6 (72) А.В.Неведеев, М.Ю.Филатов, .В.А.Морыженков и К.А.Майков (53) 621.396.677 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 1401530, кл. Н 01 g 1/38, 1986, (54) AKTHBHAH свч микРополоскоВАя
АНТЕННА (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение
КПД. Антенна содержит диэлектрическую подложку 1, прямоугольный металлический излучатель 2, металлический экран
3 с углублением 5 цилиндрической формы, генераторный полупроводниковый диод 4 и отрезок 6 проводника. При
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к активным микрополосковым антеннам, и может быть использовано как элемент активной антенной решетки, работающей в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн.
Цель изобретения - повышение КПД.
На чертеже представлена конструкция активной СВЧ микрополосковой антенны.
Активная СВЧ микрополосковая антенна содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой расположен прямоугольный металлический излучатель 2, а на другой - металлический экран 3, генераторный полупроводниковый диод 4. Длина пря„„SU„„ 1543486
2 подаче пускового тока на диод 4 возбуждаются колебания, энергия которых запасается в кольцевом резонаторе, образованном наружной частью корпуса диода 4 и внутренней стенкой углубления 5. Этот резонатор имеет высокую добротность и резонансную частоту, равную собственной частоте диода 4.
Он также обеспечивает согласование диода 4 с излучателем 2, передавая запасенную энергию в его резонатор.
За счет выбора высоты углубления 5 обеспечивается хорошее качество этого согласования, что повышает КПД антенны. Использование кольцевого резонатора, обеспечивающего развязку а е диода 4 от внешних воздействий, также повышает КПД антенны, 1 ил. моугольного металлического излучателя
2 равна п,/2, n=1,2..., где собственная длина волны колебаний генераторного полупроводникового диода 4, Генераторный полупроводниковый >фью диод 4 подключен к прямоугольному металлическому излучателю 2 на рас- ф; стоянии Л,/4, где л = й,//Я,, Е, эффективная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки 1. В металлическом экране 3 выполнено углубление цилиндрической формы 5, в котором симметрично относительно его оси симметрии размещен генераторный полупроводниковый диод 4. Электрическое смещение на генераторный полупроводниковый диод 4 подается через прямоугольный металлический излучатель 2
1543486 с помощью отрезка проводника 6 и Н4фильтра (не показан), выполненного на диэлектрической подложке 1. НЧфильтр и отрезок проводника 6 экранированы с целью исключения влияния их излучения на поле излучения активной
СВЧ микрополосковой антенны. Размеры углубления цилиндрической Формы 5, диэлектрической подложки 1 и генераторного полупроводникового диода 4
: выбраны из соотношений:
Р1-Р сН а 2(D -Р )., 2л.
Рг Р у 15 г Ь=Ь вЂ” Н 2Ь D„ 1; Ь Л с 1,, где Л, - собственная длина волны колебаний генераторного полупроводникового диода; 20 . h, Ез - соответственно толщина и эффективная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки;
b,D, — соответственно высота верх" 25 ней части корпуса и диаметр наружной части корпуса генераторного полупроводникового диода;
D Н - соответственно диаметр и вы- 30
1 сота углубления круглого сечения, Выбор высоты углубления цилиндрической Формы 5 Н можно также осуществлять согласно следующему соотноше нию, полученному на- основе приведен-. ных соотношений. (----- - 2h) c Н а;-(-- - 2h), 5 т4Г аф Ц " эФ
40 где h - толщина диэлектрическои подложки 1.
В качестве генераторного полупроводникового диода 4 может быть использован диод Ганна или лавиннопролетный диод (ЛПД). ф
Активная СВЧ микрополосковая антенна работает следующим образом.
При постоянном токе, равном пусковому току генераторного полупроводникового диода 4 (ЛПД), возбуждаются 50 колебания, на собственной частоте контура, образованного емкостью корпуса
ЛПД и индуктивностью вывода, при этом обеспечивается высокая избирательность по частоте, Энергия колебаний запаса- 5 ется в кольцевом резонаторе, образованном наружной частью корпуса генераторного полупроводникового диода 4 и внутренней стенкой углубления цилиндрической формы 5, имеющем высокую добротность и резонансную частоту, равную собственной частоте генераторного полупроводникового диода 4. Кольцевой резонатор обеспечивает также согласование генераторного полупроводникового диода 4 с прямоугольным металлическим излучателем 2, передавая запасенную энергию в его резонатор.
Выбор высоты углубления цилиндрической формы Н согласно приведенному соотношению обеспечивает хорошее качество этого согласования, что позволяет повысить КПД предложенной активной СВЧ микрополосковой антенны. Повышению КПД и обеспечению устойчивого режима излучения на фиксированной частоте способствует также то, что активный элемент за счет использования кольцевого резонатора развязан от внешних воздействий.
Формула изобретения
Активная СВЧ микрополосковая антенна, содержащая диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен прямоугольный металлический излучатель, а на другой - металлический экран, генераторный полупроводниковый диод, подключенный к прямоугольному металлическому излучателю через отверстие в диэлектрической подложке, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, в металлическом экране выполнено углубление цилиндрической формы, в котором симметрично относительно его оси симметрии размещен генераторный полупроводниковый диод, при этом размеры углубления цилиндрической формы, диэлектрической подложки и генераторного полупроводникового диода выбраны из соотношений
< kl < 2(Dq-D ;
2Л
П вЂ” D г —, y — -„
h=b-Н; 2b/Р „(1; b/Ð, (1, где Л, - собственная длина волны колебаний генераторного полупроводникового диодаq
h Е - соответственно толщина и
ДФ эффективная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки,", Ъ Р - соответственно высота верх9 1 ней части корпуса и диаметр
1543486
6 наружной части корпуса re-, Р, Н - соответственно диаметр и нераторного полупроводнико- высота углубления круглого вого диода сечения.
Составитель t0. Волков
Редактор Л.Веселовская Техред M.Õîäàíè÷ Корректор О,Кундрик
Заказ 405 Тираж 440 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Гагарина, 101
