Антенна

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано как в радиолокации, так и в радионавигации. Антенна содержит металлизированную диэлектрическую плату, размещенную параллельно плоскому рефлектору, согласующее устройство и микрополосковую линию, причем ее ширина выбрана исходя из условия согласования входного сопротивления излучателя и коаксиальной линии. Для достижения технического результата, заключающегося в уменьшении поперечных размеров излучателя при сохранении высокого коэффициента усиления и широкого рабочего диапазона частот, излучатель выполнен в виде эллиптического окна в металлизации диэлектрической платы, на ее внутренней стороне, обращенной к плоскому рефлектору. Согласующее устройство образовано U-образным микрополосковым шлейфом, соединенным с микрополосковой линией плавным трансформатором. При этом концы U-образного микрополоскового шлейфа выполнены с поворотом на 90°. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано как в радиолокации, так и в радионавигации.

Известна «Однослойная микрополосковая антенна» (RU 2327263 С2, опубл. 20.07.2007 г., МПК H01Q 1/38), работающая в диапазоне S-DMB, включающая в себя основание и сформированный на основании излучатель в форме кольца или многоугольника и питающую полоску, отделенную от излучателя промежутком заданной постоянной величины. Основание антенны, выполненное из диэлектрического материала, может иметь толщину от 1 мм до 1,9 мм. Такая антенна достаточно компактна, имеет простую конструкцию, но имеет небольшой коэффициент усиления и узкую полосу рабочих частот. Коэффициент усиления антенны лежит в диапазоне значений от 2,3 до 4 дБи в полосе частот от 22 до 62 МГц или приблизительно 2…3% относительно центральной частоты рабочего диапазона.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Диапазонная направленная антенна» (RU 2552230 С2, опубл. 10.06.2015 г., МПК H01Q 19/10), содержащая, по меньшей мере, один зигзагообразный печатный излучатель, выполненный на одной стороне диэлектрической платы, размещенной параллельно плоскому рефлектору, согласующее устройство и коаксиальную линию для питания излучателя. Коаксиальная линия подведена в точку нулевого потенциала излучателя, согласующее устройство выполнено в виде микрополосковой линии передачи сигнала с коаксиальной линии на излучатель, образованной участками разной ширины и размещенной на второй стороне диэлектрической платы над полосками излучателя, образующими обратный провод микрополосковой линии. При этом ширина участков микрополосковой линии выбрана исходя из условия согласования входного сопротивления излучателя и коаксиальной линии. Полоски излучателя выполнены с неодинаковой по длине полоска шириной для стабилизации входного сопротивления излучателя.

Коаксиальная линия питания излучателя выполнена в виде стойки для закрепления излучателя на рефлекторе, полый трубчатый корпус которой образует внешний провод коаксиала, закрепленный к рефлектору с одной стороны и полоскам излучателя - с другой стороны, а центральный проводник коаксиала, пропущенный внутри трубчатого корпуса, соединен одним концом с микрополосковой линией, а другим - с центральным контактом высокочастотного разъема или с сигнальным проводником полосковой схемы распределения и согласования антенной решетки, размещенной на обратной стороне рефлектора. Для работы такого типа антенны (в отечественной литературе по KB радиосвязи такую антенну называют зигзагообразной) требуется, чтобы периметр ромбов составлял λ (одну длину волны) [МРБ1215 «Антенны», Драбкин А.Л. и др., Москва «Радио и связь», 1995, стр. 73]. Минимальные размеры платы при этих требованиях 0.35λ×0.7λ (при квадратных плечах), а высота над поверхностью рефлектора 0.25λ Согласно [МРБ1215 «Антенны», Драбкин А.Л. и др., Москва «Радио и связь», 1995, стр. 75, рис 6.14 а, б], коэффициент усиления такой антенны лежит в пределах 6-10 дБ, а широкополосность 2:1.

Недостатками «Диапазонной направленной антенны» по патенту RU 2552230 С2 являются: поперечное сечение по одному из измерений излучателя примерно равно 0.7λ и дополнительный переход между слоями металлизации в месте подключения линии питания к излучающей структуре. Высота прототипа над рефлектором 0.25λ.

Техническим результатом предлагаемой антенны является уменьшение ее поперечных размеров при сохранении высокого коэффициента усиления и широкого рабочего диапазона частот.

Сущность предлагаемой антенны заключается в том, что она содержит металлизированную диэлектрическую плату, размещенную параллельно плоскому рефлектору, согласующее устройство и микрополосковую линию, причем ее ширина выбрана исходя из условия согласования входного сопротивления излучателя и коаксиальной линии.

Новыми признаками, обеспечивающими достижение технического результата, являются выполнение излучателя в виде эллиптического окна в металлизации диэлектрической платы, на ее внутренней стороне обращенной к плоскому рефлектору. Согласующее устройство образовано U-образным микрополосковым шлейфом, соединенным с микрополосковой линией плавным трансформатором. При этом концы U-образного микрополоскового шлейфа выполнены с поворотом на 90°.

На фиг. 1 изображен общий вид антенны.

На фиг. 2 изображен вид со стороны излучателя антенны.

На фиг. 3 изображен продольный разрез платы.

На фиг 4. изображены характеристики антенны.

Антенна представляет собой металлизированную диэлектрическую плату 1, установленную параллельно плоскому рефлектору 2, например, на диэлектрических стойках 3 с помощью винтов. Причем, металлизация нижней плоскости диэлектрической платы является земляным проводником 4.

Кроме того, в металлизации нижней плоскости платы выполнено окно эллиптической формы 5, являющееся излучателем. Металлизация верхней плоскости платы выступает в роли питающей линии и представляет собой микрополосковую линию 6, оканчивающуюся U-образным шлейфом 7, который вместе с плавным трансформатором 8 образуют согласующее устройство 9, обеспечивающее согласование микрополосковой линии и излучателя. Подведение сигнала к антенне осуществляется с помощью коаксиальной линии 10, выполненной, например, из жесткого коаксиального кабеля. Со стороны платы коаксиальная линия 10 может быть зафиксирована, например, во фланце 11 посредством паяного соединения, а ее центральный проводник распаивается на микрополосковую линию 6 диэлектрической платы 1.

Антенна работает следующим образом: сигнал с коаксиальной линии 10 передается на микрополосковую линию 6, заканчивающуюся U-образным шлейфом 7, осуществляющим возбуждение излучателя.

Широкополосность антенны достигается за счет наложения множественных резонансов эллиптического окна 5, вдоль границ которого плотность токов максимальна. Собственные резонансы окна определяются его периметром. Первый резонанс, связанный с нижней граничной рабочей частотой антенны и определяется из условия, что периметр окна равен половине длины волны на данной частоте с поправочным коэффициентом, зависящим от положения и размеров U-образного шлейфа 7. Таким образом, размер эллиптического окна влияет на полосу рабочих частот антенны и определяет ее габаритные размеры.

Возбуждение окна в широкой полосе частот обеспечивается выбором размеров и положения U-образного шлейфа 7 относительно эллиптического окна, а также углом при вершине плавного трансформатора 8, где к нему подключается U-образный шлейф.

Таким образом, основные преимущества изобретения заключаются в следующем:

- предлагаемая антенна обладает малыми габаритными размерами - поперечные размеры излучателя по двум измерениям составляют менее 0.3λ, при высоте излучателя менее 0,17λ на нижней частоте согласования по уровню КСВН равном двум;

- простотой конструкции;

- высокой механической прочностью и надежностью.

При применении в составе антенных решеток, высоту над экраном можно несколько уменьшить, вплоть до 0.11λ на нижней частоте без ухудшения согласования.

1. Антенна, содержащая металлизированную диэлектрическую плату, размещенную параллельно плоскому рефлектору, согласующее устройство и микрополосковую линию, причем ширина микрополосковой линии выбрана исходя из условия согласования входного сопротивления излучателя и коаксиальной линии, отличающаяся тем, что излучатель выполнен в виде эллиптического окна в металлизации диэлектрической платы, на ее внутренней стороне, обращенной к плоскому рефлектору, а согласующее устройство образовано U-образным микрополосковым шлейфом, соединенным с микрополосковой линией плавным трансформатором.

2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что концы U-образного микрополоскового шлейфа выполнены с поворотом на 90°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании мобильных антенных систем, изготавливаемых с привлечением новых технологий. Мобильная антенная система содержит платформу, компрессор и внешний радиопрозрачный защитный кожух на растяжках.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям (РЛС) освещения обстановки. Достигаемые технические результаты - расширение возможностей применения за счет установки ретрансляторов не только на вершинах препятствий, вызывающих затенение целей, в линию, перпендикулярную направлению излучения антенны РЛС, то есть в местах, где отсутствует интерференция сигналов, приходящих от РЛС и от ретрансляторов, но и в местах, где невозможна установка ретранслятора из-за интерференции сигналов, приходящих от РЛС и от ретрансляторов, мешающих нормальной работе РЛС и ретрансляторов, а также уменьшение габаритов и увеличение зоны обзора при наличии дождя.

Антенна // 2597027
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в конструкциях зеркальных антенн. Антенна содержит отражатель в виде части параболического цилиндра и связанную с ним рамку, несущую линейку синфазных облучателей, размещенных на фокальной линии отражателя.

Использование: для изготовления многодиапазонной высокочастотной активной приемной антенны. Сущность изобретения заключается в том, что геодезическая антенна, включающая металлическое основание круглой формы с верхней и нижней поверхностями, расположенный на верхней поверхности в ее центре антенный элемент для приема радиосигнала и экраны, расположенные концентрически вокруг антенного элемента со сформированными между ними резонансными щелями, и промежуточные импедансные плоскости, дополнительно содержит радиопрозрачный обтекатель и малошумящий усилитель с СВЧ разъемом, верхняя поверхность основания выполнена в виде ступенчатого усеченного прямого конуса, нижняя поверхность основания выполнена с выемкой в центре, каждый экран выполнен на диэлектрической подложке и имеет с одной стороны импедансную плоскость в виде частотно-селективной поверхности, экраны выполнены в виде колец, отверстие каждого кольца соответствует форме и размеру ступени, на которой кольцо установлено, при этом число экранов N равно числу рабочих диапазонов М антенного элемента, глубина каждой щели Lщ от края металлического основания равна четверти замедленной длины волны λg на центральной частоте полосы задержки частотно-селективной поверхности экрана, расположенного над этой щелью Lщk=λgk/4, где k=1,…N - номер экрана, начиная от самого верхнего.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании антенных систем в радиосвязи и радиолокации. Антенная система состоит из опоры со свободным центром, излучателя, расположенного внутри опоры со свободным центром, и зеркала-переизлучателя, установленного на опоре.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в аппаратуре связи, радиолокации и навигации в качестве одиночного широкополосного излучателя или в качестве составляющего элемента многоэлементных антенных решеток, предпочтительно для верхней части дециметрового диапазона.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенным системам, обеспечивающим формирование многолучевого пучка диаграмм направленности, с излучателями типа диэлектрический волновод или световод.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антеннам кругового излучения с синфазным возбуждением и центральным питанием, и может быть использовано для создания широкополосной антенны горизонтальной поляризации с изотропной азимутальной диаграммой направленности при работе в метровом-дециметровом диапазоне длин радиоволн.

Изобретение относится к антенной технике. .

Антенна // 2331957
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для целей связи, а также для исследования электромагнитных полей в лабораторных и полевых условиях.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано как в радиолокации, так и в радионавигации. Антенна содержит металлизированную диэлектрическую плату, размещенную параллельно плоскому рефлектору, согласующее устройство и микрополосковую линию, причем ее ширина выбрана исходя из условия согласования входного сопротивления излучателя и коаксиальной линии. Для достижения технического результата, заключающегося в уменьшении поперечных размеров излучателя при сохранении высокого коэффициента усиления и широкого рабочего диапазона частот, излучатель выполнен в виде эллиптического окна в металлизации диэлектрической платы, на ее внутренней стороне, обращенной к плоскому рефлектору. Согласующее устройство образовано U-образным микрополосковым шлейфом, соединенным с микрополосковой линией плавным трансформатором. При этом концы U-образного микрополоскового шлейфа выполнены с поворотом на 90°. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх