BG112574A - Short antenna with back radiation with dielectric resonator exciter - Google Patents
Short antenna with back radiation with dielectric resonator exciter Download PDFInfo
- Publication number
- BG112574A BG112574A BG112574A BG11257417A BG112574A BG 112574 A BG112574 A BG 112574A BG 112574 A BG112574 A BG 112574A BG 11257417 A BG11257417 A BG 11257417A BG 112574 A BG112574 A BG 112574A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- metal
- dielectric resonator
- antenna
- cylindrical
- exciter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
КЪСА АНТЕНА С ОБРАТНО ИЗЛЪЧВАНЕ С ДИЕЛЕКТРИЧЕН РЕЗОНАТОРЕН ВЪЗБУДИТЕЛSHORT ANTENNA WITH REVERSE RADIATION WITH DIELECTRIC RESONATOR EXCESSOR
Област на техникатаField of technology
Изобретението се отнася до конструкция на къса антена с обратно излъчване с диелектричен резонаторен възбудител, която е предназначена за излъчване и/или приемане на радиовълни е линейна поляризация - самостоятелно или като съставен елемент на комплексни антенни системи в радиокомуникационната, радионавигационната, радиолокационната и сигнално-охранителната техника в метровия, дециметровия и сантиметровия честотни обхвати.The invention relates to the construction of a short antenna with reverse radiation with a dielectric resonator exciter, which is designed to emit and / or receive radio waves is linear polarization - alone or as a component of complex antenna systems in radio communication, radio navigation, radar and radar technique in the meter, decimeter and centimeter frequency ranges.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Известни са конструкции на къси антени с обратно излъчване с квадратна метална основа (голям отражател) и квадратен, правоъгълен или елиптичен малък метален отражател и диелектричен резонаторен възбудител, съставен от цилиндричен диелектричен резонатор с коаксиално-щифтово възбуждане [1-2]. Усилването на резонансната честота е около 4 пъти (от 5dBi до 6.5dBi) по-голямо от усилването на обикновената диелектрична резонаторна антена (около 6.5dBi) или между 11.5dBi и 13dBi.Designs of short reverse radiation antennas with a square metal base (large reflector) and a square, rectangular or elliptical small metal reflector and a dielectric resonator exciter consisting of a cylindrical dielectric resonator with coaxial-pin excitation are known [1-2]. The gain of the resonant frequency is about 4 times (from 5dBi to 6.5dBi) greater than the gain of a conventional dielectric resonator antenna (about 6.5dBi) or between 11.5dBi and 13dBi.
Най-близкото известно решение е конструкцията на къса антена с обратно излъчване състояща се от квадратна плоска плътна метална основа (голям отражател), върху която е залепен цилиндричен диелектричен резонатор, над който е разположен малък плосък квадратен плътен метален отражател, геометричните центрове на които са разположени на една геометрична ос, отражателите лежат в успоредни равнини, а малкият отражател се поддържа от пенодиелектрични подпори, залепени, както към два от срещуположните му ъгли, така и към металната основа, а възбуждането на цилиндричния диелектричен резонатор е посредством цилиндричен метален щифт с височина равна на височината на цилиндричния диелектричен резонатор, долепен вертикално към околната страна на резонатора, като долният му край е запоен към вътрешния проводник на коаксиален конектор [1]. Основните недостатъци на тази антена са: ниската й механична устойчивост, което се дължи на това, че малкия отражател се поддържа на подпори от пенодиелектрик (с относителна диелектрична проницаемост 1,06-1,08), опиращи се в металната основа; високата хигроскопичност на подпорите от пенодиелектрик, разположени в резонаторния обем формиран в пространството между големия и малкия плоскопаралелни отражатели. води до неконтролируемата промяна на електродинамичните характеристики на антената, при промяна на атмосферните условия (влажността), поради неконтролируемата промяна на относителната диелектрична проницаемост на пенодиелектрика и нарушаване на резонансното условие за работа на късата антена с обратно излъчване; натрупване на електростатичен заряд по повърхността на малкия отражател, който е електрически изолиран от металната основа от поддържащите го подпори от пенодиелектрик; натрупване на електростатичен заряд по повърхността на металния цилиндричен щифт запоен към вътрешния проводник на коаксиален конектор.The closest known solution is the construction of a short reverse radiation antenna consisting of a square flat solid metal base (large reflector), on which is glued a cylindrical dielectric resonator, above which is a small flat square solid metal reflector, the geometric centers of which are located on one geometric axis, the reflectors lie in parallel planes, and the small reflector is supported by foam dielectric supports glued to both of its opposite angles and to the metal base, and the excitation of the cylindrical dielectric resonator is by means of a cylindrical metal pin equal to the height of the cylindrical dielectric resonator adhered vertically to the surrounding side of the resonator, the lower end of which is soldered to the inner conductor of the coaxial connector [1]. The main disadvantages of this antenna are: its low mechanical resistance, which is due to the fact that the small reflector is supported by foam dielectric supports (with a relative dielectric constant of 1.06-1.08), resting on the metal base; the high hygroscopicity of the foam dielectric supports located in the resonator volume formed in the space between the large and small plane-parallel reflectors. leads to the uncontrollable change of the electrodynamic characteristics of the antenna, in case of change of the atmospheric conditions (humidity), due to the uncontrollable change of the relative dielectric constant of the foam dielectric and violation of the resonant operating condition of the short reverse antenna; accumulation of electrostatic charge on the surface of the small reflector, which is electrically isolated from the metal base by the supporting supports of the foam dielectric; accumulation of electrostatic charge on the surface of the metal cylindrical pin soldered to the inner conductor of a coaxial connector.
Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention
Цел на изобретението е да се създаде къса антена с обратно излъчване с диелектричен резонаторен възбудител за излъчване и/или приемане на радиовълни с линейна поляризация, с високо усилване, механично устойчива и мълниезащитена конструкция. Целта се постига с къса антена с обратно излъчване с диелектричен резонаторен възбудител, съгласно изобретението, състояща се от две съставни части излъчваща и възбуждаща, съвместени в общ обем.The aim of the invention is to provide a short antenna with reverse radiation with a dielectric resonator exciter for radiation and / or reception of radio waves with linear polarization, high gain, mechanically stable and lightning protection construction. The object is achieved by a short reverse radiation antenna with a dielectric resonator exciter according to the invention, consisting of two radiating and exciting components combined in a common volume.
Излъчващата част на антената включва обща (за излъчващата и възбуждащата части) кръгла плоска плътна метална основа (голям отражател), към периферията на която е запоен цилиндричен плътен метален екран, в стената на който са направени два диаметрално разположени проходни отвора, през които преминава цилиндричен метален прът, с диаметър равен на този на отворите и запоен към периферния екран, като диаметрално под пръта е разположен малък плосък кръгъл плътен метален диск (малък отражател), запоен към пръта, а отражателите лежат в успоредни равнини. Геометричните центрове на общата кръгла метална основа, малкия отражател и цилиндричния периферен метален екран лежат на една геометрична ос (геометрична ос на антената), преминаваща и през средата на цилиндричния метален прът. Диаметърът Dj на общата кръгла метална основа и диаметърът D2 на малкия кръгъл метален отражател удовлетворяват съотношението InD^ = 1 + lnD2. Височината на цилиндричния периферен метален екран е равна на една пета част от диаметъра на общата кръгла метална основа.The radiating part of the antenna includes a common (for the radiating and exciting parts) round flat solid metal base (large reflector), to the periphery of which is soldered cylindrical solid metal screen, in the wall of which are made two diametrically located through holes through which passes a cylindrical a metal rod with a diameter equal to that of the holes and soldered to the peripheral screen, with a small flat round solid metal disc (small reflector) soldered diametrically under the rod, soldered to the rod and the reflectors lying in parallel planes. The geometric centers of the common round metal base, the small reflector and the cylindrical peripheral metal screen lie on a geometric axis (geometric axis of the antenna), passing through the middle of the cylindrical metal rod. The diameter Dj of the common round metal base and the diameter D 2 of the small round metal reflector satisfy the ratio InD ^ = 1 + lnD 2 . The height of the cylindrical peripheral metal screen is equal to one fifth of the diameter of the common round metal base.
Възбуждащата част на антената включва диелектричен резонаторен възбудител, който се състои от две кръгли диелектрични подложки разположени съосно една над друга и формиращи цилиндричен диелектричен резонатор залепен съосно върху общата кръгла метална основа. Диелектричният резонаторен възбудител се възбужда от микролентова магнитна сонда, която се състои от общата кръгла метална основа, метален лентов проводник ориентиран ортогонално спрямо цилиндричния метален прът поддържащ малкия отражател, метален щифт запоен към лентовия проводник и към металната основа, втори метален щифт запоен към лентовия проводник и към вътрешния проводник на коаксиален конектор. Коаксиалния конектор е разположен под общата метална основа, като геометричната му ос е успоредна на геометричната ос на антената, външният му проводник е запоен към общата метална основа, а вътрешният проводник на конектора преминава през пробит в общата метална основа проходен отвор, с диаметър равен на диаметъра на изолационния материал на конектора. Височината на металните щифтове е равна на разстоянието между геометричните им оси. ширината на лентовия проводник е равна на диаметъра на металните щифтове, а дължината на лентовия проводник е равна на 0.07Ad, където Ла е дължината на вълната в цилиндричния диелектричен резонатор за средната честота на антената. Разстоянието hr между горната основа на цилиндричния диелектричен резонатор и малкия кръгъл метален отражател удовлетворява съотношението = 0.5Я — hd, където Л е средната дължина на вълната в работната честотна лента на антената, a hd е височината на цилиндричния диелектричен резонатор.The excitation part of the antenna includes a dielectric resonator exciter, which consists of two round dielectric pads coaxially arranged one above the other and forming a cylindrical dielectric resonator glued coaxially on the common round metal base. The dielectric resonator exciter is excited by a microstrip magnetic probe, which consists of a common round metal base, a metal strip conductor oriented orthogonally to the cylindrical metal rod supporting the small reflector, a metal pin soldered to the strip conductor and to the metal base, a second metal rod soldered and to the inner conductor of a coaxial connector. The coaxial connector is located below the common metal base, its geometric axis is parallel to the geometric axis of the antenna, its outer conductor is soldered to the common metal base, and the inner conductor of the connector passes through a through hole drilled in the common metal base. the diameter of the insulating material of the connector. The height of the metal pins is equal to the distance between their geometric axes. the width of the ribbon wire is equal to the diameter of the metal pins and the length of the ribbon wire is 0.07A d , where L a is the wavelength in the cylindrical dielectric resonator for the average frequency of the antenna. The distance h r between the upper base of the cylindrical dielectric resonator and the small round metal reflector satisfies the ratio = 0.5Я - h d , where L is the average wavelength in the operating frequency band of the antenna, ah d is the height of the cylindrical dielectric resonator.
Късата антена с обратно излъчване с диелектричен резонаторен възбудител се отличава с високо усилване и механично устойчива конструкция. Галваничната връзка между всички метални елементи на антената позволява свързване на заземителен проводник в геометричния център на долната страна на общата кръгла метална основа, като така се предотвратява натрупването на електростатичен заряд и се осигурява мълниезащита й.The short reverse radiation antenna with dielectric resonator exciter is characterized by high gain and mechanically stable construction. The galvanic connection between all metal elements of the antenna allows the connection of a ground wire in the geometric center on the underside of the common round metal base, thus preventing the accumulation of electrostatic charge and providing lightning protection.
Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures
Изобретението се пояснява по-подробно с примерно изпълнение, показано на приложените фигури, като:The invention is explained in more detail with an exemplary embodiment shown in the attached figures, such as:
Фигура I представлява разрез по А - А (фиг. 2) на къса антена с обратно излъчване с диелектричен резонаторен възбудител;Figure I is a section on A - A (Fig. 2) of a short reverse radiation antenna with a dielectric resonator exciter;
Фигура 2 представлява поглед отгоре на къса антена с обратно излъчване с диелектричен резонаторен възбудител.Figure 2 is a top view of a short reverse radiation antenna with a dielectric resonator exciter.
Примерно изпълнение на изобретениетоExemplary embodiment of the invention
Късата антена с обратно излъчване с диелектричен резонаторен възбудител, съгласно фиг. 1, се състои от две части - излъчваща и възбуждаща.The short reverse radiation antenna with dielectric resonator exciter according to fig. 1, consists of two parts - radiating and exciting.
Излъчващата част на антената включва обща кръгла плоска плътна метална основа (1), към периферията на която е запоен цилиндричен плътен метален екран (2), в стената на който са направени два диаметрално разположени проходни отвора (13а, 136), през които преминава цилиндричен метален прът (5), с диаметър равен на този на отворите (13а, 136) и запоен към периферния екран (2), като диаметрално под пръта (5) е разположен малък плосък кръгъл плътен метален диск (4), запоен към пръта (5), а геометричните центрове на (1), (2) и (4) лежат на една геометрична ос (геометрична ос на антената).The radiating part of the antenna includes a common round flat solid metal base (1), to the periphery of which is soldered a cylindrical solid metal screen (2), in the wall of which are made two diametrically located through holes (13a, 136), through which passes a cylindrical metal rod (5) with a diameter equal to that of the holes (13a, 136) and soldered to the peripheral screen (2), as diametrically below the rod (5) is a small flat round solid metal disk (4) soldered to the rod 5), and the geometric centers of (1), (2) and (4) lie on one geometric axis (geometric axis of the antenna).
Възбуждащата част на антената се състои от включва обща кръгла плоска плътна метална основа (1). цилиндричен диелектричен резонаторен възбудител, който се състои от кръгла диелектрична подложка (За) залепена със слой лепило (12а) към общата метална основа (I), и залепена със слой лепило (126) към кръгла диелектрична подложка (36), като геометричните центрове на (За) и (36) лежат на геометричната ос на антената. Диелектричният резонаторен възбудител се възбужда от микролентова магнитна сонда, която се състои от общата кръгла метална основа (I), метален лентов проводник (6) ориентиран ортогонално спрямо цилиндричния метален прът (5) и получен чрез фотолитографско ецване на метален фолиен слой залепен с лепило към горната повърхност на диелектрична подложка (За), в която са направени два идентични проходни отвора с диаметър равен на диаметъра на метални щифтове (7) и (8), като долния край на метален щифт (7) е запоен към лентовия проводник (6) , а горният му край е запоен към металната основа (1), долния край на метален щифт (8) е запоен към лентовия проводник (6). а горният му край е запоен към вътрешния проводник (10) на коаксиалния конектор. Коаксиалният конектор е разположен под общата метална основа (1), като геометричната му ос е успоредна на геометричната ос на антената, външният му проводник (1 1) е запоен към долната повърхност на общата метална основа (1). а вътрешният проводник (10) на конектора преминава през пробит в общата метална основа (1) проходен отвор, с диаметър равен на диаметъра на изолационния материал (9) между външния (11) и вътрешния (10) коаксиални проводници на конектора.The excitation part of the antenna consists of includes a common round flat solid metal base (1). cylindrical dielectric resonator exciter, which consists of a round dielectric backing (3a) glued with a layer of glue (12a) to the common metal base (I) and glued with a layer of glue (126) to a round dielectric backing (36), such as the geometric centers of (For) and (36) lie on the geometric axis of the antenna. The dielectric resonator exciter is excited by a microstrip magnetic probe, which consists of a common round metal base (I), a metal strip conductor (6) oriented orthogonally to the cylindrical metal rod (5) and obtained by photolithographic etching of a metal foil layer glued to the upper surface of a dielectric pad (3a) in which two identical through holes are made with a diameter equal to the diameter of the metal pins (7) and (8), the lower end of the metal pin (7) being soldered to the strip wire (6) , and its upper end is soldered to the metal base (1), the lower end of the metal pin (8) is soldered to the strip wire (6). and its upper end is soldered to the inner conductor (10) of the coaxial connector. The coaxial connector is located below the common metal base (1), its geometric axis is parallel to the geometric axis of the antenna, its outer conductor (1 1) is soldered to the lower surface of the common metal base (1). and the inner conductor (10) of the connector passes through a through hole drilled in the common metal base (1), with a diameter equal to the diameter of the insulating material (9) between the outer (11) and inner (10) coaxial conductors of the connector.
Приложение (използване) на изобретениетоApplication of the invention
Късата антена с обратно излъчване с диелектричен резонаторен възбудител може да се използва за излъчване и/или приемане на радиовълни с линейна поляризация самостоятелно или като съставен елемент на комплексни антенни системи в радиокомуникационната, радионавигационната, радиолокационната и сигналноохранителната техника в метровия, дециметровия и сантиметровия честотни обхвати. В режим на излъчване електромагнитната енергия се подава през коаксиалния конектор състоящ се от външния (II) и вътрешния (10) коаксиални проводници и изолационния материал (9) между тях, към микролентовата магнитна сонда, състояща се от общата кръгла метална основа (I), метален лентов проводник (6) и метални щифтове (7) и (8). В първия резонаторен обем формиран от диелектричния резонаторен възбудител състоящ се от цилиндричния диелектричен резонатор (3) залепен върху общата кръгла метална основа (1) се възбуждат електромагнитни колебания ТМ110 вследствие на високочестотния ток протичащ в микролентовата магнитна сонда. Електромагнитната енергия от диелектричния резонаторен възбудител се излъчва интензивно в посока към малкия отражател (4) и възбужда втория резонатор на антената, образуван от металната основа (I), малкия отражател (4) и периферния метален екран (2), след което основният енергиен поток се излъчва през отвора, образуван между малкия кръгъл отражател (4) и периферния метален екран (2), с максимум ориентиран по посока на геометричната ос на антената.The short reverse radiation antenna with dielectric resonator exciter can be used for transmission and / or reception of radio waves with linear polarization independently or as a component of complex antenna systems in radiocommunication, radio navigation, radar and signaling technology in metro and decimetre. . In radiation mode, the electromagnetic energy is supplied through the coaxial connector consisting of the outer (II) and inner (10) coaxial conductors and the insulating material (9) between them, to the microstrip magnetic probe consisting of the common round metal base (I), metal strip wire (6) and metal pins (7) and (8). In the first resonator volume formed by the dielectric resonator exciter consisting of the cylindrical dielectric resonator (3) glued on the common round metal base (1) electromagnetic oscillations TM 110 are excited due to the high frequency current flowing in the microstrip magnetic probe. The electromagnetic energy from the dielectric resonator exciter is radiated intensively in the direction of the small reflector (4) and excites the second resonator of the antenna formed by the metal base (I), the small reflector (4) and the peripheral metal screen (2). is emitted through the opening formed between the small circular reflector (4) and the peripheral metal screen (2), with a maximum oriented in the direction of the geometric axis of the antenna.
Периферният метален екран (2) намалява нивото на страничните и задното излъчване и пренасочват тяхната енергия в права посока, където тя се сумира с основния енергиен поток. Антената се отличава с високо усилване 16.5dB и механично устойчива конструкция. Свързването на заземителен проводник в геометричния център на долната страна на общата кръгла метална основа предотвратява натрупването на електростатичен заряд и се осигурява мълниезащита на антената.The peripheral metal screen (2) reduces the level of side and rear radiation and redirects their energy in the right direction, where it sums up with the main energy flow. The antenna features a high gain of 16.5dB and a mechanically stable construction. Connecting a ground wire in the geometric center on the underside of the common round metal base prevents the accumulation of electrostatic charge and provides lightning protection to the antenna.
Приложение: 2 фигуриApplication: 2 figures
Литература:Literature:
1. Dutta К., Guha D., Kumar С., Antar Y., “New Approach in Designing Resonance Cavity High-Gain Antenna using Nontransparent Conducting Sheet as the Superstrate”, IEEE Trans. Antenna Propag., Vol. 63, No. 6, 2015, pp. 2807-2812.1. Dutta K., Guha D., Kumar S., Antar Y., “New Approach in Designing Resonance Cavity High-Gain Antenna using Nontransparent Conducting Sheet as the Superstrate”, IEEE Trans. Antenna Propag., Vol. 63, no. 6, 2015, pp. 2807-2812.
2. Dutta K., Guha D., Kumar C., “Theory of Controlled Aperture Field for Advanced Superstrate Design of a Resonance Cavity Antenna With Improved Radiations Properties”, IEEE Trans. Antenna Propag., Vol. 65. No. 3, 2017, pp. 1399-1403.2. Dutta K., Guha D., Kumar C., “Theory of Controlled Aperture Field for Advanced Superstrate Design of a Resonance Cavity Antenna With Improved Radiations Properties”, IEEE Trans. Antenna Propag., Vol. 65. No. 3, 2017, pp. 1399-1403.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG112574A BG67154B1 (en) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | Short antenna with back radiation with dielectric resonator exciter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG112574A BG67154B1 (en) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | Short antenna with back radiation with dielectric resonator exciter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG112574A true BG112574A (en) | 2019-03-29 |
| BG67154B1 BG67154B1 (en) | 2020-10-15 |
Family
ID=74105602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG112574A BG67154B1 (en) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | Short antenna with back radiation with dielectric resonator exciter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG67154B1 (en) |
-
2017
- 2017-09-08 BG BG112574A patent/BG67154B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG67154B1 (en) | 2020-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2895439T3 (en) | Dual band antenna, wireless local area network device and dual band antenna manufacturing method | |
| JP5745582B2 (en) | Antenna and sector antenna | |
| JP2016501460A (en) | Dual-polarized current loop radiator with integrated balun. | |
| Hung et al. | Novel broadband circularly polarized cavity-backed aperture antenna with traveling wave excitation | |
| US10971820B2 (en) | Arrangement comprising antenna elements | |
| RU2368040C1 (en) | Antenna assembly for global navigation satellite system (gnss) | |
| US3745585A (en) | Broadband plane antenna with log-periodic reflectors | |
| RU2755403C1 (en) | Non-directional antenna of horizontal polarization | |
| TWI566474B (en) | Multi-band antenna | |
| US3613098A (en) | Electrically small cavity antenna | |
| KR100865750B1 (en) | Small type double-band omni antenna | |
| ES2277366T3 (en) | FLAT ANTENNA AND PORTABLE RADIO USING IT. | |
| BG112574A (en) | Short antenna with back radiation with dielectric resonator exciter | |
| JPH07501432A (en) | Small wideband microstrip antenna | |
| JP7232324B2 (en) | patch antenna | |
| RU2335834C1 (en) | Super wide band transceiver antenna | |
| RU189383U1 (en) | Multi-band dipole antenna | |
| KR20130052176A (en) | Patch antenna for receiving circular polarization and linear polarization | |
| CN108649316B (en) | S-band wide-beam antenna unit | |
| JP4879289B2 (en) | Dual frequency planar antenna | |
| RU2483404C2 (en) | Compact antenna system for reducing multibeam signal reception effect with integrated receiver | |
| JP2003234617A (en) | Composite antenna | |
| RU2564953C1 (en) | Broadband cavity antenna | |
| JP6447119B2 (en) | Antenna device | |
| Buhtiyarov et al. | The linearly polarized ends-fed magnetic dipole antenna excited by circular waveguide |