Дисковая печатная антенна с е-образной щелью



Дисковая печатная антенна с е-образной щелью
Дисковая печатная антенна с е-образной щелью
Дисковая печатная антенна с е-образной щелью
Дисковая печатная антенна с е-образной щелью
Дисковая печатная антенна с е-образной щелью

 


Владельцы патента RU 2554567:

Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" (RU)

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании малогабаритных печатных антенн, в частности, встроенных в приемопередающие модули или составляющих антенные решетки. Технический результат - создание нового варианта антенны, повышающего в четыре раза симметричность ДН антенны, обеспечивающего развязку расположенных рядом излучателей и более чем в два раза уменьшающего провал ДН. Для этого в антенну введена апертура, соединенная по периметру кругового отверстия проводящими штырями с основанием. Это позволило создать внутренний экранированный объем со свойствами резонатора, в котором энергия поверхностных волн за счет отражения от штырей возвращается в излучатель, что приводит к увеличению усиления антенны. 5 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании малогабаритных печатных антенн, в частности встроенных в приемопередающие модули или составляющие антенные решетки.

Известны печатные антенны, применяемые в радиоэлектронной аппаратуре различного назначения [1]. Классическими формами излучателей таких антенн являются прямоугольный или дисковый резонаторы, а так же другие: треугольные, пятиугольные и т.д. Эти антенны обладают достаточной широкополостностью, при которой КСВ<1,5 составляют в зависимости от диапазона 10-20% от центральной частоты.

Основными недостатками таких антенн при применении их в АФАР на общей диэлектрической подложке является существование поверхностных волн, что приводит к увеличению связей между излучателями, уменьшает усиление, усложняет их фазировку, особенно при электронном сканировании луча. Кроме этого, увеличивается искажение диаграммы направленности (ДН) излучателей из-за несимметричного их возбуждения в E плоскости, достигающего провала в -5…-6 дБ, и смещается ДН антенны до 20…30°.

Известна печатная прямоугольная антенна с E-образной щелью в излучателе [2] (см. [2] Fig.2), возбуждаемая коаксиальным зондом, эта антенна в диапазоне ~5 ГГц имеет КСВ<2 в двадцатипроцентной полосе частот и провал усиления ДН на центральной частоте до 5 дБ и смещением на -20° (см. [2] Fig.8a).

Согласно моделированию этой антенны на частотах порядка 10 ГГц провалы усиления в зависимости от угла >5 дБ (см. фиг.2) со смещением ДН в диапазоне частот на 40-50°. Все это приводит к ухудшению характеристик АФАР. Кроме того, в такой антенне возникает поверхностная волна, увеличивающая связь между соседними антеннами, что затрудняет их точное фазирование без применения дополнительных сложных расчетов.

Таким образом задачей изобретения является уменьшение провала, симметрирование ДН и гашение паразитной поверхностной волны.

На фиг.1 изображена дисковая печатная антенна с E-образной щелью, где:

1 - диэлектрическая подложка; 2 - коаксиальный зонд; 3 - дисковый излучатель с E-образной щелью; 4 - заземленное основание; 5 - апертура; 6 - отверстие в апертуре (непроводящее); 7 - проводящие штыри, электрически соединяющие основание с апертурой (количество зависит от частотного диапазона). Введение апертуры, соединенной по периметру кругового отверстия проводящими штырями с основанием, позволило создать внутренний экранированный объем со свойствами резонатора, в котором энергия поверхностных волн за счет отражения от штырей возвращается в излучатель, что приводит к увеличению усиления антенны. Применение дисковой антенны по сравнению с прямоугольной симметрировало излучатель по площадям от точки возбуждения и привело к улучшению ДН в E плоскости.

Было проведено моделирование, а так же изготовлены и измерены макетные образцы печатной антенны с дисковой E-образной щелью.

На фиг.3 показана зависимость КСВ от частоты для модели излучателя. При центральной частоте 9,5 ГГц КСВ<2 в ~12% полосе частот.

На фиг.4 показаны ДН модели антенны в E и H плоскостях. Из графиков видно, что провал ДН не превышает 2 дБ, а смещение по уровню ~2 дБ от максимального значения не превышает 10°. На этих же фигурах показаны экспериментальные значения КСВ и ДН.

По технологии LTCC керамики был изготовлен макет антенного модуля с двумя дисковыми антеннами (см. фиг.5), экспериментальные результаты, полученные в результате его обмера, незначительно отличаются от расчетных. Коэффициент связи между излучателями не менее 14,5 дБ.

Таким образом удалось повысить в четыре раза симметричность ДН антенны, обеспечить развязку расположенных рядом излучателей и более чем в два раза уменьшить провал ДН.

Литература

1. Чон К.-Х., Петров А.С. Широкополосные микрополосковые антенны. - М.: Антенны. Вып.3(49), 2001 г., стр.18-33.

2. B.-L. Ooi, S. Qin, М.-S. Leong Novel Design of Broad - Band Stacked Patch Antenna. - IEEE transactions on Antennas and Propagation, vol.50, October 2002, p. 1391-1395.

Дисковая печатная антенна с Е-образной щелью, состоящая из излучателя с Е-образной щелью, возбуждаемого коаксиальным зондом, и размещенная на диэлектрической подложке с заземленным основанием, отличающаяся тем, что в антенну введена проводящая апертура с концентрическим относительно излучателя отверстием, по периметру которого расположены проводящие штыри, обеспечивающие электрическое соединение апертуры с заземленным основанием, а излучатель с Е-образной щелью выполнен в виде диска.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - повышение быстродействия фазированной антенной решетки.

Изобретение относится к широкополосным микрополосковым антенным системам с пониженной чувствительностью к многолучевому приему. Технический результат - получение широкополосной микрополосковой антенной системы небольшого размера с широкой полосой пропускания и низкой чувствительностью к многолучевому приему.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для работы в составе средств радиосвязи гектометрового диапазона между подвижными объектами на железнодорожном транспорте.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к щелевым антеннам резонаторного типа с полунаправленной диаграммой направленности, и может быть использовано в технике связи, особенно на борту космического объекта для приема сигналов навигационных систем и для организации приемопередающего канала с Землей в командно-телеметрических системах.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании малогабаритных антенных устройств для аппаратуры связи и передачи данных в СВ, KB и УКВ диапазонах частот.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для использования в аппаратуре связи преимущественно на подвижных объектах в качестве низкопрофильного излучателя и приемника электромагнитного поля.

Изобретение относится к регулируемой антенне плоского типа. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны приемного устройства спутниковой навигации. .

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании аппаратуры связи для ДВ и СВ диапазонов частот. Сущность: емкостная антенна для ДВ и СВ диапазонов частот и способ ее перестройки содержит устройство согласования и развернутый в пространстве емкостной элемент, обкладки которого выполнены в виде двух плоских токопроводящих пластин, одна из которых располагается горизонтально, а другая устанавливается выше и перпендикулярно к ней. Последовательно с емкостным элементом включен блок перестройки частоты, содержащий вращающиеся диэлектрический и токопроводящий цилиндры, на которых оголенным проводом намотана катушка индуктивности. В процессе перестройки частоты провод перематывается с диэлектрического цилиндра на токопроводящий, где витки провода электрически закорачиваются. При этом индуктивность катушки, а значит, и резонансная (рабочая) частота антенного контура изменяются. Технический результат: снижение общей высоты емкостной антенны, увеличение ее КПД при излучении над токопроводящей заземленной поверхностью, а также обеспечение возможности перестройки рабочей частоты емкостной антенны в ДВ и СВ диапазонах частот. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ. Технический результат - повышение чувствительности радиочастотной антенны и качества изображения. Для этого радиочастотная (РЧ) передающая и/или приемная антенна выполнена, в частности, в форме катушечной структуры, или катушки, или конструкции контура, имеющая один или более схемных проводников, в частности, для использования в системе магнитно-резонансной визуализации (МРВ) или магнитно-резонансном (МР) сканере, для передачи РЧ сигналов возбуждения (поле Bi) для возбуждения ядерных магнитных резонансов (ЯМР) и/или для получения ЯМР сигналов релаксации. РЧ антенна обеспечена так, что она может легко адаптироваться в соответствии с применением, которое требует большого проема через РЧ антенну или способности параллельной визуализации. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Улучшенный патч-излучатель отличается следующими дополнительными признаками: излучательная поверхность (11) выполнена в виде кольцевой и/или рамочной излучательной поверхности (11), которая проходит вокруг зоны выемки (13), излучательная поверхность (11) удлинена с переходом на боковые поверхности, соответственно, боковые стенки (3с), и на боковых поверхностях, соответственно, боковых стенках (3с), образована гальванически соединенная с излучательной поверхностью (11) излучательная структура (18) боковых поверхностей, которая в окружном направлении боковых поверхностей, соответственно, боковых стенок (3с), содержит участки (19) боковых излучательных поверхностей, между которыми предусмотрены электрически не проводящие зоны (20) выемки. Технический результат: уменьшение объема антенны относительно ее широкополосности. 30 з.п. ф-лы, 42 ил.
Наверх