CS252058B1

CS252058B1 - Dlelectric antenna cover

Info

Publication number: CS252058B1
Application number: CS842225A
Authority: CS
Inventors: Jan Vrba; Passal Ismail
Original assignee: Jan Vrba; Passal Ismail
Priority date: 1984-03-28
Filing date: 1984-03-28
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS222584A1

Abstract

Řešení ee týká dielektrlckého anténního krytu, kterým se z konstrukčních, ochranných, architektonických ci jiných důvodůvopatřují antény pro velmi krátké vlny. Řeší korekci vlastností dielektrlckého anténního krytu pro přenášené elektromagnetické vlny. Podstata spočívá v tom, že je dlelektrický anténní kryt na vnějším nebo vnitřním povrohu dielektrické desky opatřen induktivní vrstvou, kterou lze pro kmitočty mezi 300 a 3000 MHz realizovat mříží rovnoběžných vodičů. Předmětu řešení je možno využít i v případech dodatečných úprav radioelektroniokýoh vlastností dielektrických anténních krytů.The solution ee concerns a dielectric antenna cover, which for structural, protective, architectural or other reasons is considered to be an antenna for very short waves. It solves the correction of the properties of a dielectric antenna cover for transmitted electromagnetic waves. The essence lies in the fact that the dielectric antenna cover is provided with an inductive layer on the outer or inner surface of the dielectric plate, which can be implemented by a grid of parallel conductors for frequencies between 300 and 3000 MHz. The subject of the solution can also be used in cases of additional adjustments to the radioelectronic properties of dielectric antenna covers.

Description

Vynález se týká dlelektrického anténního krytu, tvořeného rovinnou nebo zakřivenou dielektrickou deskou, tenkou vzhle dem k provozní délce vlny· Vynálezem je řešena korekce vlastností dielektrického anténního krytu pro základní vid přenášené elektromagnetické vlny, případně pro její některý vyšěí vidThe present invention relates to a correction of the properties of a dielectric antenna cover for a basic mode of transmitted electromagnetic waves, or for some of its higher mode.

Antény pro velmi krátké vlny se opatřuji dielektrickými kryty například pro ochranu před povětrnostními vlivy, z archi tektonických důvodů, nebo u televizních vysílacích antén, kde je dielektrický kryt součástí nosné konstrukce anténního systé mu· Dielektrické anténní kryty lze navrhnout tak, že nepatrně tlumí přenášenou elektromagnetickou vlnu ztrátami v použitém dielektriku· Potíže však často vyvolává vlna odražená od dielektrického anténního krytu· Působí určitý útlum odrazem a zčásti se vrací do anténního vlnovodu nebo kabelu, čímž mění skupinové zpožděni anténního systému a vyvolává zkreslení přenášených informací· V případě antén s jehlovým vyzařovacím diagramem, například u radioreléových spojů, šíří se odražená vlna do směru daného zákonem dopadu a odrazu, přičemž v tomto směru může působit rušení·Very short wave antennas are provided with dielectric shields, for example for weather protection, for architectural reasons, or for television broadcast antennas, where the dielectric shield is part of the supporting structure of the antenna system. · Dielectric antenna shields can be designed to slightly dampen transmitted electromagnetic wave due to losses in the used dielectric · However, problems reflected often by the wave reflected from the dielectric antenna enclosure · It causes some reflection reflection and partly returns to the antenna waveguide or cable, changing the group delay of the antenna system and causing distortion of transmitted information · For example, for radio relay connections, the reflected wave propagates in the direction of the law of incidence and reflection, which may cause interference in this direction.

U antén, které mají kruhový horizontální vyzařovací diagram, může i dielektrický kryt ve tvaru souosého kruhového válce vyvolat značnou nekruhovost horizontálního vyzařovacího diagramu· Příčinou jsou nekruhové vyšší vidy přenášená elektromagnetické vlny· V těsné blízkosti u vysílací antény jsou tyto vyšší vidy evanescentníj bez dielektrického antén252058For antennas that have a circular horizontal radiation pattern, a coaxial cylindrical cylindrical dielectric cover can also cause a significant horizontal circle radiation pattern.

- 2 .ního krytu proto vyzařují jen malé výkony. Dielektrický anténní kryt s určitým průměrem, tloušlkou a permitivitou však může změnit vyzařovací admitance pro vyěěí vidy, a tím zvětšit vyzařování některého z nich.Therefore, only a small output is emitted from the second housing. However, a dielectric antenna enclosure with a certain diameter, thickness and permittivity can change the radiation admittances for higher modes, thereby increasing the emission of one of them.

Zlepšení se dosahuje vhodným návrhem dielektrických anténních krytů. Dosud je známo pět způsobů účelného řešení:Improvement is achieved by suitable design of dielectric antenna enclosures. So far, five ways of addressing the problem are known:

* Speciálně tvarované kryty, například pro využití totálního přenosu při Brewsterovu úhlu dopadu elektromagnetické vlny na dielektrickou desku. Tuto možnost lze kombinovat s kteroukoli z dalších čtyř možností, zpravidla však je výrobně dosti složitá a proto nákladná.* Specially shaped enclosures, for example, to utilize total transmission at Brewster's angle of impact of the electromagnetic wave on the dielectric plate. This option can be combined with any of the other four options, but as a rule it is rather complex to manufacture and therefore expensive.

- Dielektrické desky s tloušlkou rovnou půlvlně v použitém dielektriku nebo celistvému násobku této půlvlny.- Dielectric plates with a thickness equal to half-wave in the dielectric used or an integral multiple of the half-wave.

V praxi jich lze využít pro kmitočty přibližně od 3000 MHz výše.In practice, they can be used for frequencies from approximately 3000 MHz upwards.

- Velmi tenké dielektrické desky, s tloušlkou rovnou nejvíce přibližně dvacetině délky vlny v použitém dielektriku. Tato možnost v praxi vyhovuje pro kmitočty okolo 300 MHz a nižší.- Very thin dielectric plates, with a thickness equal to or less than about 20 times the wavelength in the dielectric used. In practice, this option is suitable for frequencies around 300 MHz and below.

- Ryze dielektrické sendviče, to znamená struktury, v nichž se střídají hutné vrstvy a vylehčené, popřípadě vzduchové dielektrické vrstvy. Mohou mít vlastnosti velmi širokopásmových dolních nebo pásmových propustí, jsou však výrobně náročné a proto nákladné. Někdy nejsou vhodné vzhledem k nedostatečné mechanické únosnosti.- Pure dielectric sandwiches, that is to say structures in which dense layers and lightweight or air dielectric layers alternate. They may have very broadband or bandpass characteristics, but are expensive to manufacture and therefore costly. Sometimes they are not suitable due to insufficient mechanical load-bearing capacity.

- Smíšené symetrické trojvrstvé struktury, v nichž je vnitřní vrstva induktivní a obě vnější vrstvy dielektrické nebo obě vnější vrstvy induktivní a vnitřní vrstva dialektická. Dále je známo podobné využití jedné nebo dvou induktiv252058- Mixed symmetrical three-layer structures in which the inner layer is inductive and both the outer layers are dielectric or both outer layers are inductive and the inner layer is dialectic. Furthermore, a similar use of one or two inducers of 252058 is known

nich vrstev ke zlepšení vlastnosti dielektriekých sendvičů· Tyto složitčjáí možnosti jsou ovSea výrobně náročné a náklad*** ná·layers to improve the properties of dielectric sandwiches · These more complicated options are more expensive and costly

Uvedená nevýhody se zcela nebo do značná míry odstraní dielěktrickým anténním krytem tvořeným rovinnou nebo zakřivenou dielektrickou deskou, tenkou vzhledem k provozní dálce vlny, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vnější nebo vnitřní povrch dielektrická desky je opatřen induktivní vrstvou·These disadvantages are eliminated wholly or to a large extent by a dielectric antenna cover formed by a planar or curved dielectric plate, thin with respect to the operating distance of the wave, according to the invention, characterized in that the outer or inner surface of the dielectric plate is provided with an inductive layer.

Dielektrická deska, která je tenká vzhledem k provozní dálce vlny, což znamená, že se tloušlka dielektrická desky přibližně rovná desetině dálky vlny v použitém dielektriku nebo je menSÍ, představuje pro přenášenou elektromagnetickou vlnu kapacitu· Výsledný činitel odrazu dielektrického anténního krytu, řešeného podle vynálezu, je proto určen fázorovým součtem dílčích činitelů odrazu této kapacity a náhradní Indukčnosti induktivní vrstvy· Za uvedených předpokladů jsou oba dílčí činitele odrazu témšř v protifázi· Zpravidla je výhodná dimenzovat induktivní vrstvu tak, aby oba dílčí činitele odrazu měly stejné moduly, minimalizuje ee tím výsledný činitel odrazu dielektrického anténního krytu·The dielectric plate, which is thin relative to the operating distance of the wave, meaning that the thickness of the dielectric plate is approximately equal to or less than one tenth of the wave distance in the dielectric used, is less than the is therefore determined by the phasor sum of the partial reflection coefficients of this capacity and the substitution inductance of the inductive layer · Under these assumptions, both the partial reflection coefficients are almost in opposing phase · It is usually advantageous to dimension the inductive layer so that both reflection of dielectric antenna cover ·

Hlavni výhody řešení podle vynálezu jsou v tom, že umožnuje realizovat pro kmitočty zhruba mezi 300 a 3000 MHz jednoduché, na výrobní tolerance málo citlivé a poměrně levné dielektrická anténní kryty s příznivými radioelektr^ickými vlastnostmi· Nesymetrická struktura řešení podle vynálezu umožňuje zlepšit radioelektrické vlastnosti dielektrických anténních krytů i dodatečné·The main advantages of the solution according to the invention are that it makes possible to realize, for frequencies between about 300 and 3000 MHz, simple, relatively sensitive to production tolerances and relatively cheap dielectric antenna enclosures with favorable radioelectric properties. antenna enclosures and additional ·

Řešení podle vynálezu umožňuje také zmenšit nekruhovostThe solution according to the invention also makes it possible to reduce the non-circularity

- 4 horizontálních vyzařovacích diagramů, působenou dielektrickým anténním krytem. Tento příznivý účinek spočívá v tom, že induktivní vrstva minimalizuje výsledný činitel odrazu dialektrického anténního krytu z hlediska kruhového základního vidu přenáčené elektromagnetické vlny a současné zmenSuje vyzařovací admitanci pro ten nekruhový vySSÍ vid přenáSené elektromagnetické vlny, který vyvolává největší nekruhovost horizontálního vyzařovacího diagramu.- 4 horizontal radiation patterns caused by the dielectric antenna cover. This advantageous effect is that the inductive layer minimizes the resulting reflection coefficient of the dialectric antenna housing in terms of the circular base mode of the transmitted electromagnetic wave, and at the same time reduces the radiation admittance for that non-circular transmitted waveform that causes the greatest non-circularity of the horizontal radiation pattern.

Na připojených výkresech je na obr.1 v axonometrickém pohledu znázomSn výsek di elektrického anténního krytu podle vynálezu. Na obr.2 a na obr.3 jsou zjednodušenS znázorněna příkladná provedení induktivní vrstvy, kterou je podle výn&~ lezu opatřena dielektrické deska dielektrického anténního krytu.In the accompanying drawings, FIG. 1 is a perspective view of a section of an electric antenna enclosure according to the invention. 2 and 3, there are shown in simplified form exemplary embodiments of an inductive layer provided in accordance with the invention with a dielectric plate of a dielectric antenna housing.

Dielektrický anténní kryt, tvořený rovinnou nebo zakřivenou dielektrickou deskou £ , tenkou vzhledem k provozní délce vlny, je na vnéjSím nebo vnitřním povrchu dielektrické desky i opatřen Induktivní vrstvou £.The dielectric antenna cover, consisting of a planar or curved dielectric plate 6, thin relative to the operating wave length, is provided with an inductive layer 6 on the outer or inner surface of the dielectric plate.

Induktivní vrstva £ může být příkladní tvořena jednoa duchou mříží £ rovnoběžných vodičů nebo příkladně základní mříží £ rovnoběžných vodičů doplněnou přídavnou mříží £ rovnoběžných vodičů, přičemž rovnoběžné vodiče základní mříže £ a rovnoběžné vodiče přídavné mříže & mohou být navzájem kolmé, jak znázorňuje obr.3 nebo mohou svírat obecný úhel.The inductive layer 6 may, for example, consist of a single parallel conductor grid 6 or, for example, a basic parallel conductor grid 6 supplemented by an additional parallel conductor grid 6, wherein the parallel conductors of the base conductor 6 and the parallel conductors of the additional conductor 6 may be perpendicular to each other. they can form a general angle.

Aby takto vytvořená induktivní vrstva £ měla potřebné induktivní vlastnosti,je třeba,aby rovnoběžné vodiče jednoduché mříže £ či základní mříže £ doplněné přídavnou mříží £ měly směr složky elektrického pole přenáSené elektro252058In order for the inductive layer 6 thus formed to have the necessary inductive properties, it is necessary that the parallel conductors of the single grating 6 or the basic grating 6 supplemented with an additional grating 6 have the direction of the electric field component transmitted by the electro252058

- 5 magnetické vlny. Induktivní vrstva & tvořená jednoduchou mříží J rovnoběžných vodičů proto zpravidla vyhovuje pro lineárně polarizovanou elektromagnetickou vlnu, zatímco induktivní vrstva & tvořená základní mříží 2 rovnoběžných vodičů doplněnou přídavnou mříží £ rovnoběžných vodičů je vhodná i pro kruhově nebo elipticky polarizovanou elektromagnetickou vlnu a osvědčuje se také v případech, kdy je třeba potlačit vlastní rezonance induktivních vrstev jg ·- 5 magnetic waves. Therefore, the inductive layer & formed by a single parallel conductor grid J is therefore generally suitable for a linearly polarized electromagnetic wave, while the inductive layer & formed by a basic parallel conductor grid 2 supplemented by an additional parallel conductive grid 6 is also suitable for a circular or elliptically polarized electromagnetic wave. when it is necessary to suppress self resonance of inductive layers jg ·

Induktivní vrstva 2, vytvořená jednoduchou mříží J či základní mříží % doplněnou přídavnou mříží á s přičemž jejich rovnoběžné vodiče mohou mít kruhový, oválný, obdélníkový nebo jiný průřez, je vhodná pro rozměrné dielektrické anténní kryty v rozmezí kmitočtů zhruba mezi 300 a 3000 MHz·Inductive layer 2, formed by a single grating J or a basic grating% supplemented by an additional grating a s and their parallel conductors may have a circular, oval, rectangular or other cross-section, is suitable for large dielectric antenna enclosures in the frequency range of approximately 300 to 3000 MHz

Jako induktivní vrstvu 2 ^lze též použít velmi tenkou kovovou vrstvu, s tlouštkou okolo 10 nm nebo i menší, případně tenkou vrstvu s feritovou náplní.It ^is also possible to use a very thin metal layer, with a thickness of about 10 nm or even a smaller or thin layer with a ferrite charge, as the inductive layer 2.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A dielectric antenna enclosure consisting of a planar or curved dielectric plate that is thin relative to the operating wave length, characterized in that the outer or inner surface of the dielectric plate (1) is provided with an inductive layer (2).