Всенаправленная кольцевая антенна

Изобретение относится к антенной технике, в частности к всенаправленным вертикально поляризованным антеннам. Всенаправленная кольцевая антенна содержит основание, изолятор, коаксиальную линию питания, разомкнутый кольцевой проводник, одним концом соединенный с основанием, и переменный конденсатор, включенный между другим концом кольцевого проводника и основанием. Кольцевой проводник выполнен в виде печатного металлического разомкнутого кольца, расположенного по краю одной стороны круглой диэлектрической платы, установленной на изоляторе, параллельном основанию. Конденсатор в виде отдельного радиоэлемента, вмонтированного в антенну, как таковой, отсутствует, а образован концевой частью печатного кольца и печатной металлической полоской, на другой стороне диэлектрической платы. Полоска расположена напротив зазора в печатном кольце и соединена с короткозамыкателем, установленным между началом печатного кольца и основанием антенны. Технический результат заключается в расширении рабочей полосы частот антенны, упрощении конструкции, уменьшении металлоемкости, массы и габаритов, повышении технологичности изготовления. 1 ил.

 

Изобретение относится к антенной технике, в частности к всенаправленным вертикально поляризованным антеннам.

Широко известны всенаправленные вертикально поляризованные антенны в виде несимметричного вертикального вибратора, расположенного над идеально проводящей металлической поверхностью или над системой противовесов. Основным недостатком таких антенн с точки зрения использования их в переносной контрольно-проверочной аппаратуре является их высота, составляющая (0,2-0,25)λ, где λ - рабочая резонансная длина волны антенны.

Существуют различные варианты конструктивного исполнения таких антенн, имеющие целью уменьшение высоты антенны, например, использование индуктивных нагрузок или исполнение в виде вибраторной малогабаритной спиральной антенны. При этом, даже при КПД=40%, минимальная высота антенны не менее 0,08λ (В.В. Овсянников «Вибраторные антенны с реактивными нагрузками». Москва. «Радио и связь». 1985, стр. 41).

Из известных технических решений наиболее близкой по технической сущности к всенаправленной кольцевой антенне является четвертьволновая вертикально поляризованная кольцевая антенна, отличающаяся предельно малой высотой (Карл Ротхаммель. Антенны. Том 1, Минск. «Наш город», 2001, стр. 393-395). Она состоит из вертикальной антенны длиной 0,007λ, нагруженной концевой емкостью. Как отмечено там же, указанная длина антенны наименьшая. С ее увеличением КПД антенны резко растет. Диаметр кольца кольцевого проводника равен 0,078λ, что соответствует длине антенны 0,25λ. Антенна настраивается с помощью переменного конденсатора. Кольцевой проводник изготавливается из медной трубки с внешним диаметром 7 мм и более.

Одним из недостатков четвертьволновой кольцевой антенны является ее узкополосность (меньше 2%). Другим недостатком антенны является сложность точного изготовления и однозначной установки кольцевого проводника, изготовленного из металлической трубки. Это в значительной мере проявляется в антеннах дециметрового и особенно сантиметрового диапазонов длин волн. Кроме того, использование переменного конденсатора и его навесной монтаж усложняют конструкцию антенны, снижают ее технологичность и надежность.

Целью настоящего изобретения является разработка маловысотной всенаправленной вертикально поляризованной антенны с увеличенной рабочей полосой частот, с упрощенной конструкцией и повышенной технологичностью изготовления.

Указанная цель достигается тем, что во всенаправленной кольцевой антенне, содержащей основание, изолятор, коаксиальную линию питания, разомкнутый кольцевой проводник, одним концом соединенный с основанием, и переменный конденсатор, включенный между другим концом кольцевого проводника и основанием, кольцевой проводник выполнен в виде печатного металлического разомкнутого кольца, расположенного по краю одной стороны круглой диэлектрической платы, установленной на изоляторе, параллельном основанию. Конденсатор в виде отдельного радиоэлемента, вмонтированного в антенну, как таковой, отсутствует, а образован концевой частью печатного кольца и печатной металлической полоской, на другой стороне диэлектрической платы. Полоска расположена напротив зазора в печатном кольце и соединена с короткозамыкателем, установленным между началом печатного кольца и основанием антенны.

На рис. 1 представлена конструкция антенны, где 1 - печатное кольцо, 2 - диэлектрическая плата, 3 - коаксиальная линия, 4 - короткозамыкатель, 5 - изолятор, 6 - печатная полоска.

Отмеченная, как недостаток, узкополосность четвертьволновой кольцевой антенны в определенной степени зависит от диаметра трубки кольцевого проводника. Тонкий проводник сужает и без того неширокую полосу частот антенны (К. Ротхаммель, стр. 395).

Кольцевой проводник должен быть как можно большего диаметра или иметь, возможно, большую поверхность. Однако трубка большего диаметра увеличит высоту антенны и ее массу. Широкий плоский печатный кольцевой проводник, изготовленный на фольгированной диэлектрической плате, обеспечивает минимальную высоту антенны и уменьшает зависимость входного сопротивления от частоты, расширяя тем самым рабочую полосу частот.

Использование в антенне фольгированной с двух сторон диэлектрической платы позволяет отказаться от настроечного конденсатора в виде отдельного радиоэлемента, вмонтированного в антенну, а выполнить его на той же диэлектрической плате. Конденсатор образован концевой частью печатного кольца и печатной металлической полоской на другой стороне диэлектрической платы. Полоска расположена напротив зазора в печатном кольце и соединена с короткозамыкателем, установленным между началом печатного кольца и основанием антенны. Настройка антенны на резонансную частоту осуществляется изменением ширины зазора в печатном кольце.

Печатное исполнение кольцевого проводника упрощает конструкцию антенны и уменьшает ее металлоемкость, массу и габариты.

Современная прогрессивная технология фотохимического травления, используемая при изготовлении печатного кольцевого проводника, обеспечивает хорошую повторяемость геометрических размеров и стабильность радиотехнических характеристик антенны.

Таким образом, использование в кольцевой антенне печатного кольцевого проводника решает поставленную задачу и обеспечивает достижение требуемого технического результата - расширение рабочей полосы частот, упрощение конструкции и повышение технологичности изготовления.

Всенаправленная кольцевая антенна с печатным кольцевым проводником изготовлена, проверена и используется в переносном контрольно-проверочном оборудовании.

Антенна, установленная на металлической плоскости с размерами 0,15λ×0,15λ, имеет круговую диаграмму направленности с неравномерностью не более 1,5 дБ. Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) на резонансной частоте равен 1,17. Ширина рабочей полосы частот при малых потерях рассогласования (не более 1 дБ, т.е. 25% по мощности) составляет 4%.

Габаритные размеры антенны: длина - 0,015λ; диаметр - 0,06%.

Приведенные характеристики полностью удовлетворяют техническим требованиям к антенне.

Всенаправленная кольцевая антенна, содержащая основание, изолятор, коаксиальную линию питания, кольцевой проводник, конденсатор, отличающаяся тем, что кольцевой проводник выполнен в виде печатного металлического кольца на одной стороне диэлектрической платы, а конденсатор образован концевой частью печатного кольца и печатной металлической полоской на другой стороне той же диэлектрической платы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в антенных решетках. Технический результат - обеспечение согласования устройства в широком диапазоне частот, уменьшение коэффициента отражения и габаритов устройства.

Использование: антенная техника. Сущность: антенна Вивальди содержит диэлектрическую подложку, металлический слой, щель, выполненную в металлическом слое с расширяющимися стенками вдоль продольного направления и образующую раскрыв антенны, линзу, установленную в раскрыве антенны и выполненную из рассеивателей.

Изобретение относится к СВЧ-технике. Технический результат - снижение потерь принимаемой энергии при использовании заявленного микрополоскового излучателя в антенных решетках и повышение стабильности коэффициента стоячей волны по напряжению.

Изобретение относится к антеннам. Антенна содержит диэлектрическую пластинку с первой и второй противолежащими поверхностями и проводящей дорожкой, сформированной на этой пластинке.

Использование: изобретение относится к радиотехнике, а именно к микрополосковым антеннам метрового диапазона. Может быть использовано при изготовлении приемопередающих антенн различных радиотехнических систем, в частности для космических аппаратов.

Изобретение относится к микрополосковым антеннам. Технический результат - улучшение направленности широкополосной микрополосковой антенны с сохранением ее относительно небольших размеров.

Изобретение относится к антенной технике. Антенна Кассегрена состоит из большого и малого параболических зеркал, выполняющих функцию рефлекторов и обладающих единой осью вращения, причем малое параболическое зеркало-рефлектор является гиперболической отражательной поверхностью по отношению к большому параболическому зеркалу-рефлектору.

Изобретение относится к антенне устройства для контроля и диагностики линии энергоснабжения. Сущность: антенный блок, смонтированный на устройстве для контроля и диагностики линии энергоснабжения, включает несущую часть, выполненную из изоляционного диэлектрического материала заданной толщины с криволинейной формой внешней и внутренней поверхности, антенный излучатель в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внешней поверхности несущей части, заземляющий элемент в форме криволинейной поверхности, расположенной вдоль внутренней поверхности несущей части, и возбуждающую часть, проходящую через несущую часть для электрического подключения антенного излучателя и заземляющего элемента.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, в частности к бортовым антеннам спутниковой навигации. Технический результат изобретения заключается в упрощении настройки при уменьшении габаритов двухдиапазонной микрополосковой антенны круговой поляризации.

Группа изобретений относится к области микроэлектроники - технологии изготовления слоистых изделий - и может быть использована при создании электродинамических и/или антенных устройств, содержащих в своей структуре слоистый материал со специфическими электрическими свойствами и обеспечивающих искажение рабочего электромагнитного поля.

Раскрыто антенное устройство, составленное по меньшей мере из первой, второй и третьей проводящих металлических пластин, размещенных в конфигурации параллелепипеда. Третья пластина задает нижнюю плоскость, и первая и вторая пластины вместе задают верхнюю плоскость, по существу, параллельную нижней плоскости. Первая и вторая пластины разделены щелью в верхней плоскости, и вторая и третья пластины соединены друг с другом заземляющим соединением. Первая пластина содержит первое активное плечо антенны, которое снабжено фидерным соединением, и вторая пластина содержит второе плечо антенны, которое может быть пассивным или активным. Антенное устройство создает диаграмму направленности излучения с круговой поляризацией, которая хорошо подходит для персональных навигационных устройств, и является значительно более компактным, чем существующие керамические патч-антенны, которые обычно используются в таких устройствах. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к конструкциям бесконтактных смарт-карт. Сущность изобретения - устройство содержит микрочип, размещенный на подложке, и рамочную антенну, выводы которой соединены с выводами микрочипа, а также конденсатор, подключенный параллельно рамочной антенне и образующий с ней антенну устройства в виде резонансного контура, при этом подложка выполнена в виде свернутой в кольцо ленты из гибкого диэлектрического материала, на внешней поверхности которого нанесена полоса из токопроводящего материала, образующая рамочную антенну, которая вместе с микрочипом покрыта защитным покрытием, образующим герметичный корпус, при этом конец внутреннего витка подложки снабжен выступом, который сложен в сторону внешнего витка подложки, а нанесенная на нем полоса из токопроводящего материала электрически соединена с полосой из токопроводящего материала, нанесенного на конец внешнего витка подложки, причем пластинами конденсатора служат расширенные участки токопроводящего материала, размещенные по обе стороны полосы из токопроводящего материала под выступом в конце внутреннего витка подложки. В изобретении достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационной надежности. 4 ил.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к всенаправленным вертикально поляризованным антеннам. Всенаправленная кольцевая антенна содержит основание, изолятор, коаксиальную линию питания, разомкнутый кольцевой проводник, одним концом соединенный с основанием, и переменный конденсатор, включенный между другим концом кольцевого проводника и основанием. Кольцевой проводник выполнен в виде печатного металлического разомкнутого кольца, расположенного по краю одной стороны круглой диэлектрической платы, установленной на изоляторе, параллельном основанию. Конденсатор в виде отдельного радиоэлемента, вмонтированного в антенну, как таковой, отсутствует, а образован концевой частью печатного кольца и печатной металлической полоской, на другой стороне диэлектрической платы. Полоска расположена напротив зазора в печатном кольце и соединена с короткозамыкателем, установленным между началом печатного кольца и основанием антенны. Технический результат заключается в расширении рабочей полосы частот антенны, упрощении конструкции, уменьшении металлоемкости, массы и габаритов, повышении технологичности изготовления. 1 ил.

Наверх