Антенна

Изобретение относится к области антенно-фидерных устройств и может быть использовано, например, в качестве направленной двухполяризационной антенны с ортогональными поляризациями в дециметровом диапазоне волн. Технический результат - расширение рабочего диапазона широт, увеличение коэффициента направленного действия и коэффициента усиления при уменьшении габаритных размеров. Антенна, содержащая квадратную металлическую пластину, расположенную над металлическим экраном параллельно ему, отличающаяся тем, что в середине сторон квадратной металлической пластины выполнены прорези, перпендикулярные ее сторонам, меньшие по длине, чем половина длины стороны квадратной металлической пластины, к противолежащим прорезям синфазно присоединены два отрезка равной длины коаксиального кабеля, соединенные параллельно в центральной области квадратной металлической пластины, к их общей точке присоединен входной кабель, проходящий к металлическому экрану через центр квадратной металлической пластины, причем высота установки квадратной металлической пластины над металлическим экраном лежит в пределах до половины ее стороны. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области антенно-фидерных устройств и может быть использовано, например, в качестве направленной двухполяризационной антенны с ортогональными поляризациями в дециметровом диапазоне волн.

Известна антенна, полотно которой выполнено из металлического листа (патент РФ №2256983 С2, H01Q 9/00), обеспечивающая работу с одной линейной поляризацией. Работа такой антенны одновременно с двумя ортогональными линейными поляризациями невозможна.

Известна антенна, содержащая квадратную металлическую пластину, расположенную над металлическим экраном параллельно ему (Д.М. Сазонов, Антенны и устройства СВЧ, «Высшая школа», Москва, 1988, стр.258-262, рис.10-15, 10-18), излучающая поле двух ортогональных поляризаций, выбранная в качестве прототипа.

Недостатками известной антенны являются ее узкополосность (полоса пропускания ~ до 3% от средней частоты) и пониженный коэффициент полезного действия (50÷80%).

Технический результат предложения состоит в том, что при сохранении технологической простоты плоских, в том числе печатных, антенн достигается расширение рабочего диапазона частот, увеличение коэффициента направленного действия и коэффициента усиления при уменьшении габаритных размеров без использования высокочастотных диэлектриков.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в антенне, содержащей квадратную металлическую пластину, расположенную над металлическим экраном параллельно ему, в середине сторон квадратной металлической пластины выполнены прорези, перпендикулярные ее сторонам, меньшие по длине, чем половина длины стороны квадратной металлической пластины, к противолежащим прорезям синфазно присоединены два отрезка равной длины коаксиального кабеля, соединенные параллельно в центральной области квадратной металлической пластины, к их общей точке присоединен входной кабель, проходящий к металлическому экрану через центр квадратной металлической пластины, причем высота установки квадратной металлической пластины над металлическим экраном не превышает половины длины ее стороны.

Кроме того, в антенне над сторонами квадратной металлической пластины параллельно им и симметрично относительно прорезей установлены на изоляторах пассивные вибраторы, длина которых меньше длины стороны квадратной металлической пластины.

Фиг.1 - вид сбоку антенны по п.1;

Фиг.2 - вид сверху антенны по п.1;

Фиг.3 - вид сбоку антенны по п.2;

Фиг.4 - вид сверху антенны по п.2.

Обозначения на фигурах:

1 - квадратная металлическая пластина;

2 - входные кабели;

3 - металлический экран;

4 - отрезки коаксиального кабеля;

5 - прорези;

6 - стойки-изоляторы;

7 - стойки-изоляторы пассивных вибраторов;

8 - пассивные вибраторы;

9 - сектора квадратной металлической пластины;

10 - металлическая стойка.

s - ширина прорезей 5;

Н - высота расположения квадратной металлической пластины 1 над металлическим экраном 3;

h - высота расположения пассивных вибраторов 8 над квадратной металлической пластиной 1;

a - длина стороны квадратной металлической пластины 1;

b - длина прорезей 5;

е - ширина пассивных вибраторов 8;

g - длина пассивных вибраторов 8;

с - расстояние точки присоединения отрезков коаксиального кабеля 4 от края квадратной металлической пластины 1.

Квадратная металлическая пластина 1, в которой выполнены прорези 5, ширина которых S много меньше длины рабочей волны, установлена, например, на стойках-изоляторах 6 над металлическим экраном 3. На квадратной металлической пластине 1 закреплены с обеспечением электрического контакта отрезки коаксиального кабеля 4, центральные проводники которых присоединены к противоположным сторонам прорезей 5. Так же на поверхности квадратной металлической пластины 1 выполнено присоединение входных кабелей 2 к точке параллельного соединения отрезков коаксиального кабеля 4. Входные кабели 2 выведены с квадратной металлической пластины 1 через ее центр (точку нулевого потенциала) к металлическому экрану 3.

Квадратная металлическая пластина 1 может быть установлена на одной металлической стойке 10, расположенной в ее центре (фиг.3), вместо стоек-изоляторов 6 (фиг.1).

Над сторонами квадратной металлической пластины 1 параллельно им и симметрично относительно прорезей 5 дополнительно установлены на стойках-изоляторах 7 пассивные вибраторы 8 (фиг.3, фиг.4).

При работе антенны входной сигнал подается на входные кабели 2 и через отрезки коаксиального кабеля 4 синфазно возбуждает противолежащие прорези 5 и через них токи на секторах квадратной металлической пластины 9, излучающие энергию в пространство. При этом квадратная металлическая пластина 1 резонирует на нижних частотах входного сигнала, а ее сектора 9 - на верхних частотах. Резонансный размер квадратной металлической пластины 1 уменьшается от введения прорезей 5 по сравнению с резонансным размером пластины прототипа, равным половине длины рабочей волны.

Дальнейшее улучшение согласования антенны с входным кабелем и увеличение ее коэффициента усиления на верхних частотах рабочего диапазона достигается введением пассивных вибраторов 8. Их длина должна быть меньше длины стороны квадратной металлической пластины 1, т.к. они должны резонировать на более высоких частотах, чем квадратная металлическая пластина.

Выбором высоты в указанных пределах достигается одновременно широкополосность по согласованию антенны с входным кабелем и высокий коэффициент усиления. Превышение высоты ведет к расширению диаграммы направленности и уменьшению коэффициента усиления.

Для получения оптимальных характеристик антенны в заданном диапазоне частот размеры антенны должны быть выполнены в указанных ниже пределах:

a=(0,28-0,35)λmax; h < λ max 4 ;

s<<λmax; e<<λmax; b<0,45a; c<0,5b;

где

s - ширина прорезей 5;

λmax - длина максимальной рабочей волны;

a - длина стороны квадратной металлической пластины 1;

h - высота расположения пассивных вибраторов 8 над квадратной металлической пластиной 1;

b - длина прорезей 5;

е - ширина пассивных вибраторов 8;

g - длина пассивных вибраторов 8;

с - расстояние точки присоединения отрезков коаксиального кабеля 4 от края квадратной металлической пластины 1.

Эксперименты показали, что рабочий диапазон предлагаемой антенны расширяется до 30% и более.

При выполнении антенны с использованием пассивных вибраторов 8 рабочий диапазон антенны еще больше расширяется и может быть доведен до двухкратного, при котором отношение верхней рабочей частоты к нижней не менее 2.

1. Антенна, содержащая квадратную металлическую пластину, расположенную над металлическим экраном параллельно ему, отличающаяся тем, что в середине сторон квадратной металлической пластины выполнены прорези, перпендикулярные ее сторонам, меньшие по длине, чем половина длины стороны квадратной металлической пластины, к противолежащим прорезям синфазно присоединены два отрезка равной длины коаксиального кабеля, соединенные параллельно в центральной области квадратной металлической пластины, к их общей точке присоединен входной кабель, проходящий к металлическому экрану через центр квадратной металлической пластины, причем высота установки квадратной металлической пластины над металлическим экраном лежит в пределах до половины ее стороны.

2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что над сторонами квадратной металлической пластины параллельно им и симметрично относительно прорезей установлены на изоляторах пассивные вибраторы, длина которых меньше длины стороны квадратной металлической пластины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике. Техническим результатом является обеспечение автоматической настройки антенной системы на вертикальную поляризацию при произвольной пространственной ориентации самой антенной системы.

Изобретение относится к устройству создания круговой поляризации в антенне. Технический результат - снижение омических потерь и упрощение конструкции устройства.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано на базовых станциях сети сотовой радиосвязи для обеспечения излучения сигнала с переключаемой поляризацией, а именно: возможностью установки линейной вертикальной поляризации, линейной горизонтальной поляризации или круговой поляризации правого или левого вращения, при использовании штатных антенн базовых станций с кросс-поляризацией, то есть двойной +45° и -45° наклонной поляризацией.

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к сверхширокополосным антеннам, и может найти применение в системах радиосвязи и радиолокации. .

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антеннам, в частности к микрополосковым антеннам для применения в системах GPS и GNSS. .

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи в ОВЧ и УВЧ диапазонах.

Антенна // 2393597
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиотехнических системах с сигналами с круговой и линейной поляризациями. .

Изобретение относится к антенным системам радиолокационных станций (РЛС) малогабаритного/миниатюрного исполнения с непрерывным режимом излучения. .

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к элементам и узлам СВЧ-трактов антенн с круговой поляризацией поля излучения, и может быть использовано для возбуждения волноводных поляризационных секций квадратного поперечного сечения. Устройство содержит плавный волноводный переход от прямоугольного поперечного сечения к квадратному поперечному сечению, вход которого соединен с прямоугольным волноводом, при этом стороны поперечного сечения прямоугольного волновода повернуты на 45° относительно сторон поперечного сечения выхода плавного волноводного перехода. В прямоугольном волноводе введены короткозамыкатель (короткозамыкающая стенка) и металлические пластины, каждая из которых установлена в центре соответствующей широкой стенки прямоугольного волновода, при этом симметрично относительно продольной оси. В плавном волноводном переходе симметрично относительно продольной оси размещены металлические гребни с изменяющимся зазором между ними, при этом в одном из металлических гребней, в плоскости сочленения плавного перехода и волновода с прямоугольным поперечным сечением, расположена коаксиальная линия, центральный проводник которой удлинен в зазор между металлическими гребнями и соединен с другим гребнем, при этом металлические пластины и гребни лежат в одной плоскости продольного сечения всего устройства возбуждения квадратного волновода. Технический результат заключается в уменьшении габаритных размеров устройства возбуждения и в подавлении высших типов волн в нем. 2 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для работы на радиолиниях систем дальней связи, в беспроводных сетях, в системах телеуправления и навигации. Антенна содержит четыре изогнутых вибратора. Вибраторы расположены попарно над экраном во взаимно ортогональных плоскостях. Каждый вибратор выполнен в виде половины скобы и имеет линейный участок и изогнутый участок. Изогнутые участки замкнуты на экран. Линейные участки параллельны экрану, их концы расположены вблизи центра антенны и возбуждены равноамплитудно с прогрессивным 90°-м сдвигом по фазе. Длина вибраторов антенны не менее 0,25 средней длины волны. Параллельно экрану перед вибраторами во взаимно ортогональных плоскостях расположены линейные директоры длиной 0,4 средней длины волны. Концы линейных директоров кондуктивно соединены проводниками длиной 0,3 средней длины волны с точками возбуждения вибраторов. Между вибраторами и линейными директорами параллельно плоскости экрана установлен кольцевой директор с центром на оси антенны. Длина окружности кольцевого директора равна средней длине волны. Технический результат заключается в повышении коэффициента усиления, упрощении устройства питания, обеспечении работы в режимах круговой и линейной поляризаций с более высоким качеством согласования и меньшей эллиптичностью круговой поляризации. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области антенно-фидерных устройств и может быть использовано, например, в качестве направленной двухполяризационной антенны с ортогональными поляризациями в дециметровом диапазоне волн. Технический результат - расширение рабочего диапазона широт, увеличение коэффициента направленного действия и коэффициента усиления при уменьшении габаритных размеров. Антенна, содержащая квадратную металлическую пластину, расположенную над металлическим экраном параллельно ему, отличающаяся тем, что в середине сторон квадратной металлической пластины выполнены прорези, перпендикулярные ее сторонам, меньшие по длине, чем половина длины стороны квадратной металлической пластины, к противолежащим прорезям синфазно присоединены два отрезка равной длины коаксиального кабеля, соединенные параллельно в центральной области квадратной металлической пластины, к их общей точке присоединен входной кабель, проходящий к металлическому экрану через центр квадратной металлической пластины, причем высота установки квадратной металлической пластины над металлическим экраном лежит в пределах до половины ее стороны. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх