Антенна

 

Использование изобретения: в области антенной техники и может быть использовано для приема и передачи электромагнитной энергии на объектах, где требуются малые габариты антенны при высоком коэффициенте усиления. Сущность: антенна включает печатный вибратор 1 на диэлектрическом основании 2, рефлектор 3 в виде металлической пластины, пассивные элементы в виде двух металлических полос 4 и металлическую пластину на диэлектрической подложке 5. Полосы отделены от вибратора 1 щелями 6. Питание вибратора 1 осуществляется через коаксиально-полосковый переход 7 и полосковую линию 8. Полосы нанесены сверху и снизу на диэлектрическое основание 2 и соединены с рефлектором антенны. Металлическая пластина размещена несимметрично относительно центра вибратора и является широкополосным директорным элементом. Вносимое ей сопротивление является емкостным, а сопротивление шлейфов, включенных на вибратор через емкостную связь, индуктивным. Это обеспечивает согласование антенны по входу и высокий коэффициент усиления в широкой полосе частот. 1 ил.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано для приема и передачи электромагнитной энергии.

Известен симметричный полосковый вибратор на диэлектрическом основании, питаемый симметричной линией [1] Основным недостатком антенны является низкий коэффициент усиления (КУ) в широкой полосе частот.

Известна микрополосковая антенна [2] состоящая из нескольких металлических площадок, расположенных на диэлектрическом основании над металлическим экраном. Площадки пассивно возбуждаются расположенным рядом активным элементом. Увеличение КУ антенны путем увеличения числа площадок приводит к увеличению поперечного размера антенны и сужению рабочей полосы частот.

Известна полосковая антенна [3] состоящая из рефлектора, вибратора и нескольких директоров, называемая директорной. Применение директоров приводит к увеличению КУ при одновременном сужении рабочей полосы частот антенны и росте ее продольного размера.

Наиболее близкой по технической сущности является печатная дипольная антенна [4] состоящая из симметричной фидерной линии связанного с ней излучающего диполя, плечи которого расположены на двух сторонах диэлектрической подложки и металлической пластины. Площадь платы антенны может быть уменьшена при сохранении ее КУ рабочего диапазона частот. Для уменьшения площади платы антенны при сохранении ее КУ и рабочего диапазона частот в антенну, содержащую симметричный полосковый вибратор, питаемый симметричной полосковой линией, плечи которого расположены на двух сторонах диэлектрической подложки, и металлическую пластину, введены рефлектор в виде пластины и соединенные с одной из его сторон две металлические полоски длиной 0,5λ каждая, где l длина волны на верхней частоте диапазона, размещенные по бокам с двух сторон диэлектрической подложки перпендикулярно плечам симметричного полоскового вибратора и имеющее емкостную связь с ними, а металлическая пластина выполнена длиной 0,5λ и размещена на дополнительной диэлектрической подложке над плечом симметричного полоскового вибратора, которое соединено через введенный коаксиально-полосковый переход, расположенный с другой стороны рефлектора, с центральной жилой кабеля.

Сохранения КУ антенны в широкой полосе частот при уменьшении площади платы антенны объясняется широкополосным директорным элементом. Вносимое ею сопротивление является емкостным, а сопротивление шлейфов, включенных на вибратор через емкостную связь, индуктивным. Это приводит к тому, что полосковая антенна имеет практически активное входное сопротивление в диапазоне частот, начиная с длины волны на нижней частоте диапазона, равной 5λ, до l включительно, где l длина волны на верхней частоте диапазона.

На чертеже изображена антенна. Она содержит печатный вибратор 1 на диэлектрическом основании 2, рефлектор 3 в виде металлической пластины, пассивные элементы в виде двух металлических полос 4 и пластину на диэлектрической подложке 5. Полосы 4 отделены от вибратора 1 щелями 6. Питание вибратора осуществляется через коаксиально-полосковый переход 7 и полосковую линию 8. Полосы 4 нанесены сверху и снизу на диэлектрическое основание 2 и соединены с рефлектором антенны 3. Длина боковых полос 4 равна 0,5λ. Антенна выполнена на материале флан 2,8. Плечи печатного вибратора 1 расположены по разные стороны диэлектрического основания 2. Металлическая пластина 5 на диэлектрической подложке имеет длину 0,5λ и размещена над плечом вибратора 1, питаемым центральной жилой кабеля через коаксиально-полосковый переход 7, установленный на обратной стороне рефлектора 3, и полосковую линию 8, переходящую в симметричную на входе вибратора 1.

При работе антенны на пассивных элементах через емкостную связь наводятся токи. Возбуждение пассивных элементов обеспечивает широкополосное согласование печатного вибратора и увеличивает направленность антенны.

При одинаковых электрических параметрах антенн в диапазоне частот площадь платы антенны, предложенной авторами, в 5 раз меньше платы прототипа, причем в области высоких частот КУ антенны не менее 6 дБ.

Формула изобретения

Антенна, содержащая симметричный полосковый вибратор, питаемый симметричной полосковой линией и плечи которого расположены на двух сторонах диэлектрической подложки, и металлическую пластину, отличающаяся тем, что введены рефлектор в виде пластины и соединенные с одной из его сторон две металлические полоски длиной 0,5λ каждая, где l длина волны на верхней частоте диапазона, размещенные по бокам с двух сторон диэлектрической подложки перпендикулярно плечам симметричного полоскового вибратора и имеющие емкостную связь с ним, а металлическая пластина выполнена длиной 0,5λ и размещена на дополнительной диэлектрической подложке над плечом симметричного полоскового вибратора, которое соединено через введенный коаксиально-полосковый переход, расположенный с другой стороны рефлектора, с центральной жилой кабеля.

РИСУНКИ

Рисунок 1