CZ304619B6 - Antenna with ribbon bundle - Google Patents

Antenna with ribbon bundle Download PDF

Info

Publication number
CZ304619B6
CZ304619B6 CZ2013-257A CZ2013257A CZ304619B6 CZ 304619 B6 CZ304619 B6 CZ 304619B6 CZ 2013257 A CZ2013257 A CZ 2013257A CZ 304619 B6 CZ304619 B6 CZ 304619B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
layer
antenna
radiating elements
dielectric
layers
Prior art date
Application number
CZ2013-257A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2013257A3 (en
Inventor
Pavel Bezoušek
Tomáš Zálabský
Tomáš Shejbal
Original Assignee
Univerzita Pardubice
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univerzita Pardubice filed Critical Univerzita Pardubice
Priority to CZ2013-257A priority Critical patent/CZ304619B6/en
Publication of CZ2013257A3 publication Critical patent/CZ2013257A3/en
Publication of CZ304619B6 publication Critical patent/CZ304619B6/en

Links

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

In the present invention, there is disclosed an antenna with a ribbon bundle comprising two mirror-like situated identical parts (A, B). Each of these two parts (A, B) is formed by three layers of dielectric material, whereby radiation elements (4) are arranged on one side of the first layer (1). The second layer (2) adjoins the opposite side of the first layer (1) i.e. the side without the radiation elements (4) arranged thereon. (4). The third layer (3) is provided on its side adjoining the second layer (2) with a metal coating (5) covering the whole area and on its opposite side it is provided with electrically conducting paths (6) feeding the separate radiation elements (4). Further, the parts (A, {BETA}) are provided with holes (7) in the dielectric layers and the metal coating, and with conductors passing therethrough and feeding both the electrically conducting paths (6) and the radiation element (4). The dielectric second layer (2) thickness is greater than the thickness of the dielectric first layer (1) and third layer (3).

Description

Anténa se stuhovým svazkemAntenna with ribbon bundle

Oblast technikyTechnical field

Předkládaný vynález se týká antény se stuhovým svazkem, vhodné pro pokrytí stuhové sítě signálem z centrálně umístěné antény.The present invention relates to a ribbon beam antenna suitable for covering a ribbon network with a signal from a centrally located antenna.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současné době jsou pro účely pokrytí stuhové rádiové sítě z centrálně umístěné stanice známy antény s kruhovým diagramem v horizontální rovině (L. Freytag, B. Jecko: Cosecant-squared pattem antenna for base station at 40 GHz, 0-7803-8302-8/04 IEEE, 2004, pp. 2464-2467; US 6 144 344; US 6 107 964; D. Biswas, R. Vulapalli: A two-layer microstrip antenna to generate cosecant squared fan beam for monopulse tracking, Proceedings of International Microwave Conference 08, 978-1-4244-2690-4444/08 IEEE, 2008, pp. 89-92; J. R. Sanford, J.-F. Zurchter, S. Robert: Optimized antennas for mobile communication base States, IEEE Xplore, http://www.stephan-robert.ch/attachments/File/My papers/optimized-antennas sanford.pdf), antény s tvarovaným diagramem s potlačením vyzařování do předního směru (J. Lei, G. Fu, L. Yang, D.-M. Fu: Wide band linear printed antenna array with low sidelobe cosecant squaresaped beam pattem, Profress In Electromagentics Research C, Vol. 15, 2010, pp. 233-241; US 7 605 754), případně antény vytvořené ze dvou Yagiho antén nasměrovaných do opačných směrů (např. anténa zařízení TRS - komunikační stuhová síť vyráběná Teslou Pardubice v letech 1990 - 2000). Antény s kruhovým diagramem velmi neefektivně využívají vysílaný výkon pro uvedené použití, protože vyzařují příliš mnoho energie do předního směru (0°). Antény s potlačením vyzařování do předního směru sice částečně zlepšují efektivitu antény pro toto použití, ale vyzařování do stran (±90°) je nedostatečné z důvodu omezení diagramem vyzařovacího elementu. U antén složených ze dvou opačně orientovaných Yagiho antén je nevýhodou, že vyzařování Yagiho antén do příčného směruje velmi nízké, takže pro vozidla přímo před anténou je pole velmi slabé. To obvykle příliš nevadí, pokud jde o komunikaci na velké vzdálenosti, kdy dobré vykrytí blízké zóny, kterou vozidla projedou poměrně rychle, není příliš důležité. Při komunikaci na krátké vzdálenosti (např. u RFID) je však vykrytí tohoto prostoru velmi podstatné.For the purposes of covering the ribbon radio network from a centrally located station, antennas with a circular diagram in the horizontal plane are known (L. Freytag, B. Jecko: Cosecant-squared patten antenna for base station at 40 GHz, 0-7803-8302-8 / 04 IEEE, 2004, pp. 2464-2467; US 6,144,344; US 6,107,964; D. Biswas, R. Vulapalli: A two-layer microstrip antenna to generate cosecant squared fan beam for monopulse tracking, Proceedings of International Microwave Conference 08, 978-1-4244-2690-4444 / 08 IEEE, 2008, pp. 89-92 JR Sanford, J.-F. Zurchter, S. Robert: Optimized Antennas for Mobile Communication Base States, IEEE Xplore, http : //www.stephan-robert.ch/attachments/File/My papers / optimized-antennas sanford.pdf), contoured antenna with front-end radiation suppression (J. Lei, G. Fu, L. Yang, D .-M. Fu: Wide band linear printed antenna array with low sidelobe cosecant squaresaped beam pattem, Profress In Electromagentics Research C, Vol. 15, 2010, pp. 233-241; US 7,605,754), or antennas formed from two Yagi antennas directed in opposite directions (e.g. TRS device antenna - communication ribbon network produced by Tesla Pardubice in 1990 - 2000). Circular diagram antennas make very inefficient use of the transmitted power for this application because they emit too much energy in the forward direction (0 °). Antennas with suppression of radiation in the forward direction partially improve the antenna's efficiency for this use, but lateral radiation (± 90 °) is insufficient due to the radiation pattern limitation. For antennas composed of two oppositely oriented Yagi antennas, the disadvantage is that the radiation of the Yagi antennas to the transverse direction is very low, so that for vehicles directly in front of the antenna the field is very weak. This usually does not matter much when it comes to long-distance communication, where good coverage of the near zone, which vehicles pass relatively quickly, is not very important. However, covering short distances (eg RFID) is very important.

Ve stavu techniky je známa anténa obsahující vyzařovací elementy straně vrstvy dielektrického materiálu opatřené na druhé straně celoplošným pokovením, na němž je uspořádána další vrstva dielektrického materiálu svou první stranou, a na její druhé straně jsou umístěny vodivé cesty, přičemž vrstvy dielektrického materiálu a celoplošné pokovení jsou opatřeny alespoň jedním průchozím otvorem pro vodič propojující vodivé cesty a vyzařovací elementy (US 5 903 239). Konstrukce této antény snižuje náklady a zvyšuje citlivost antény.There is known in the art an antenna comprising radiation elements on the side of a dielectric material layer provided on the other side with a full-area metallization on which a further layer of dielectric material is arranged with its first side and conductive paths on the other side. provided with at least one through hole for the conductor connecting the conductive paths and the radiating elements (US 5 903 239). The design of this antenna reduces costs and increases the sensitivity of the antenna.

EP 2 434 577 popisuje optimalizaci diagramu vyzařování antény úpravou parametrů vyzařování, jako např. fázového posunu a amplitud.EP 2,434,577 describes optimizing the radiation pattern of an antenna by adjusting radiation parameters such as phase shift and amplitudes.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Předmětem předkládaného vynálezu je antény se stuhovým svazkem, obsahující dvě zrcadlově umístěné shodné části, přičemž každá z těchto dvou částí je tvořena třemi vrstvami dielektrického materiálu. Na jedné straně první vrstvy jsou uspořádány vyzařovací elementy, s výhodou ve formě vodivých plošek. Druhá vrstva, přiléhající k opačné straně první vrstvy, než na které jsou uspořádány vyzařovací elementy, tvoří mechanickou distanční podložku první vrstvy, zpevňuje celou strukturu a nastavuje optimální pole pro vyzařovací elementy. Třetí vrstva má na straně přiléhající k druhé vrstvě celoplošné pokovení, na opačné straně je opatřena vodivými cestami napájejícími jednotlivé vyzařovací elementy. Druhá vrstva dielektrika má větší tloušťku než prvníIt is an object of the present invention to provide ribbon beam antennas comprising two mirror-like identical portions, each of which comprises three layers of dielectric material. On one side of the first layer there are radiating elements, preferably in the form of conductive pads. The second layer adjacent to the opposite side of the first layer to which the radiation elements are disposed forms a mechanical spacer of the first layer, strengthens the entire structure and adjusts the optimum field for the radiation elements. The third layer has a full-area metallization on the side adjacent to the second layer, and on the opposite side it is provided with conductive paths supplying the individual radiating elements. The second dielectric layer has a greater thickness than the first

- 1 CZ 304619 B6 vrstva a třetí vrstva dielektrika. Části jsou dále opatřeny otvory v dielektrických vrstvách a jimi procházejícími vodiči propojujícími napájecí vodivé cesty a vyzařovací elementy.And a third dielectric layer. The parts are further provided with openings in the dielectric layers and conductors passing through them connecting the supply conducting paths and the radiating elements.

Uvedené dvě části vykrývají opačné polosféry prostoru a společně vykrývají oblast prostoru v okolí rozhraní těchto polosfér.The two parts cover the opposite polospheres of space and together cover the area of space around the boundary of these polospheres.

S výhodou je anténa vytvořena jako vícevrstvý tištěný spoj, což významně snižuje náklady na výrobu, zvyšuje reprodukovatelnost parametrů ve výrobě a zvyšuje životnost.Preferably, the antenna is formed as a multilayer printed circuit, which significantly reduces manufacturing costs, increases reproducibility of the parameters in production, and increases the service life.

Anténa podle předkládaného vynálezu vytváří svazek s dvojitým kosekantovým průběhem vjedné rovině a se standardním průběhem v rovině kolmé. Je vhodná pro pokrytí stuhové sítě signálem z centrálně umístěné antény. V horizontální rovině má nízký zisk do předního směru a vysoký zisk směrem do stran. Diagram antény v horizontální rovině ve tvaru dvojité kosekanty zaručuje rovnoměrné pokrytí signálem na přímce, procházející v určité vzdálenosti od antény. Tento typ diagramu lze využít například při komunikaci s vozidly, projíždějícími kolem základnové stanice po přímé dráze, jako je silnice či železnice. Oproti standardně používaným anténám přináší tato anténa vyšší zisk ve větších vzdálenostech, což umožňuje zvětšit dosah zařízení nebo snížit vysílaný výkon.The antenna of the present invention forms a beam with a double cosecant waveform in one plane and a standard waveform in a plane perpendicular. It is suitable for coverage of ribbon network with signal from centrally placed antenna. In the horizontal plane, it has low front-end gain and high side-end gain. The antenna diagram in the horizontal plane in the shape of a double cosecant guarantees uniform signal coverage on a line passing some distance from the antenna. This type of diagram can be used, for example, to communicate with vehicles passing a base station on a straight line, such as a road or rail. Compared to standard antennas, this antenna yields higher gains over longer distances, allowing you to increase the range of the device or reduce the transmitted power.

Konstrukce antény s dvěma zrcadlově uspořádanými částmi a třemi vrstvami dielektrika umožňuje efektivní získání vyzařovacího diagramu s dvojitým kosekantovým průběhem vjedné rovině, vhodným pro pokrytí stuhové sítě signálem z jedné centrálně umístěné antény.The design of the antenna with two mirrored sections and three layers of dielectric enables efficient acquisition of a single-plane double-cosecond radiation pattern suitable for covering a ribbon network with a signal from one centrally located antenna.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obr. 1 schematicky znázorňuje anténu popsanou v příkladu provedení.Giant. 1 schematically illustrates an antenna described in an exemplary embodiment.

Obr. 2 znázorňuje přibližný tvar diagramu krytí antény se stuhovým svazkem.Giant. 2 shows an approximate shape of the ribbon coverage diagram of the antenna.

Příklad provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Anténa se stuhovým svazkem je znázorněna na obr. 1 a obsahuje dvě zrcadlově umístěné shodné části A, B. Tyto dvě části A, B vykrývají opačné polosféry prostoru a společně vykrývají oblast prostoru v okolí rozhraní těchto polosfér. Každá z těchto dvou částí A, B je tvořena třemi vrstvami dielektrického materiálu. Na jedné straně první vrstvy i jsou uspořádány vyzařovací elementy 4 ve formě vodivých plošek. Druhá vrstva 2, přiléhající k opačné straně první vrstvy i, než na které jsou uspořádány vyzařovací elementy 4, tvoří mechanickou distanční podložku první vrstvy J_, zpevňuje celou strukturu a nastavuje optimální pole pro vyzařovací elementy 4. Třetí vrstva 3 má na straně přiléhající k druhé vrstvě celoplošné pokovení 5, na opačné straně je opatřena vodivými cestami 6 napájejícími jednotlivé vyzařovací elementy 4. Propojení napájecích vodivých cest 6 a vyzařovacích elementů 4 je provedeno vodiči, procházejícími otvory 7 v dielektrických vrstvách j_, 2, 3 a celoplošném pokovení 5. Obě části A, B antény jsou napájeny děličem výkonu 8. Anténa vyzařuje nejvíce ve směrech ±x, méně ve směru +y a nejméně ve směru -y (obr. 2, 10 - hlavní svazek).The ribbon beam antenna is shown in Fig. 1 and comprises two mirror-like identical portions A, B. These two portions A, B cover the opposite polospheres of space and together cover the area of the space around the boundary of these polospheres. Each of these two parts A, B consists of three layers of dielectric material. On one side of the first layer 1, radiating elements 4 are arranged in the form of conductive pads. The second layer 2 adjacent to the opposite side of the first layer 1 to which the radiation elements 4 are disposed forms a mechanical spacer of the first layer 1, strengthens the entire structure and adjusts the optimum field for the radiation elements 4. The third layer 3 has a side On the opposite side, it is provided with conductive paths 6 supplying the individual radiating elements 4. The connection of the supply conducting paths 6 and the radiating elements 4 is carried out by conductors passing through openings 7 in dielectric layers 1, 2, 3 and full-area metallization 5. Both parts The A, B antennas are powered by a power divider 8. The antenna emits most in the ± x direction, less in the + y direction and at least in the -y direction (Fig. 2, 10 - main beam).

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Anténa se stuhovým svazkem, obsahující vyzařovací elementy uspořádané na první straně vrstvy dielektrického materiálu opatřené na druhé straně celoplošným pokovením, na němž je uspořádána další vrstva dielektrického materiálu svou první stranou a na její druhé straně jsou umístěny vodivé cesty, přičemž vrstvy dielektrického materiálu a celoplošné pokovení jsou opatřeny alespoň jedním průchozím otvorem pro vodič propojující vodivé cesty a vyzařovací elementy, vyznačená tím, že anténa obsahuje dvě zrcadlově umístěné shodné části (A, B), přičemž každá z těchto dvou částí (A, B) je tvořena třemi vrstvami dielektrického materiálu, přičemž na jedné straně první vrstvy (1) jsou uspořádány vyzařovací elementy (4), druhá vrstva (2) přiléhá k opačné straně první vrstvy (1) než na které jsou uspořádány vyzařovací elementy (4), a třetí vrstva (3) má na straně přiléhající k druhé vrstvě (2) celoplošné pokovení (5) a na opačné straně je opatřena vodivými cestami (6) napájejícími jednotlivé vyzařovací elementy (4), přičemž část (A, B) jsou dále opatřeny otvory (7) v dielektrických vrstvách a pokovení a jimi procházejícími vodiči propojujícími napájecí vodivé cesty (6) a vyzařovací elementy (4), a přičemž druhá vrstva (2) dielektrika má větší tloušťku než první vrstva (1) a třetí vrstva (3) dielektrika.A ribbon beam antenna, comprising radiating elements arranged on the first side of a dielectric material layer provided on the other side with a full-area metallization, on which a further layer of dielectric material is arranged with its first side and conductive paths disposed on the other side thereof; the full metal plating is provided with at least one through hole for conductor connecting conductive paths and radiating elements, characterized in that the antenna comprises two mirror-like identical parts (A, B), each of which two parts (A, B) consists of three layers of dielectric material, wherein on one side of the first layer (1) radiating elements (4) are arranged, the second layer (2) adjoins the opposite side of the first layer (1) on which the radiating elements (4) are arranged, and the third layer (3) has on the side adjacent to the other v The layer (2) of the full-area metallization (5) and on the opposite side is provided with conductive paths (6) supplying the individual radiating elements (4), the part (A, B) being further provided with openings (7) in dielectric layers and metallization. conductors connecting the supply conducting paths (6) and the radiating elements (4), and wherein the second dielectric layer (2) has a greater thickness than the first dielectric layer (1) and the third dielectric layer (3). 2. Anténa podle nároku 1, vyznačená tím, že vyzařovací elementy (4)jsou ve formě vodivých plošek.Antenna according to claim 1, characterized in that the radiating elements (4) are in the form of conductive pads. 3. Anténa podle nároku 1 nebo 2, vyznačená tím, že je vytvořena jako vícevrstvý tištěný spoj.Antenna according to claim 1 or 2, characterized in that it is a multilayer printed circuit.
CZ2013-257A 2013-04-04 2013-04-04 Antenna with ribbon bundle CZ304619B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-257A CZ304619B6 (en) 2013-04-04 2013-04-04 Antenna with ribbon bundle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-257A CZ304619B6 (en) 2013-04-04 2013-04-04 Antenna with ribbon bundle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2013257A3 CZ2013257A3 (en) 2014-08-06
CZ304619B6 true CZ304619B6 (en) 2014-08-06

Family

ID=51257818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-257A CZ304619B6 (en) 2013-04-04 2013-04-04 Antenna with ribbon bundle

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ304619B6 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903239A (en) * 1994-08-11 1999-05-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Micro-patch antenna connected to circuits chips
WO2000031822A1 (en) * 1998-11-19 2000-06-02 Wang Electro-Opto Corporation Broadband miniaturized slow-wave antenna
US6107964A (en) * 1997-05-08 2000-08-22 Nec Corporation Shaped beam array antenna for generating a cosecant square beam
EP1130676A2 (en) * 2000-02-29 2001-09-05 Lucent Technologies Inc. Patch antenna with embedded impedance transformer and methods for making same
EP2434577A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-28 Alcatel Lucent Antenna arrangement for direct air-to-ground communication

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903239A (en) * 1994-08-11 1999-05-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Micro-patch antenna connected to circuits chips
US6107964A (en) * 1997-05-08 2000-08-22 Nec Corporation Shaped beam array antenna for generating a cosecant square beam
WO2000031822A1 (en) * 1998-11-19 2000-06-02 Wang Electro-Opto Corporation Broadband miniaturized slow-wave antenna
EP1130676A2 (en) * 2000-02-29 2001-09-05 Lucent Technologies Inc. Patch antenna with embedded impedance transformer and methods for making same
EP2434577A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-28 Alcatel Lucent Antenna arrangement for direct air-to-ground communication

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A Georgiadis, H Rogier, L Roselli, P Arcioni: Microwave and Millimeter Wave Circuits and Systems: Emerging Design, Technologies and Applications, John Wiley & Sons, Inc., ISBN: 978-1-118-40635-9, September 2012, str. 495, 496 *
Tasuku Teshirogi, Tsukasa Yoneyama: Modern Millimeter-wave Technologies, Ohmsha Ltd. Japan, ISBN: 4-274-90382-6, 2001, str. 257 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2013257A3 (en) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cui et al. A broadband dual-polarized planar antenna for 2G/3G/LTE base stations
JP6400839B2 (en) Omni antenna for mobile communication service
US20120068903A1 (en) Omnidirectional volumetric antenna
US9331390B2 (en) Antenna assemblies
US9634379B2 (en) Radiation device for planar inverted-F antenna and antenna using the same
US20190229428A1 (en) Antennas having dielectric supports and at least one metal layer having one or more slots therein
Chandravanshi et al. A flexible dual-band rectenna with full azimuth coverage
Catarinucci et al. Compact switched-beam antennas enabling novel power-efficient wireless sensor networks
Slomian et al. Series-fed microstrip antenna array with inclined-slot couplers as three-way power dividers
KR101213188B1 (en) Dual-polarized dipole antenna
JP2017092644A (en) Patch antenna
Ma et al. Antipodal linearly tapered slot antenna array for millimeter-wave base station in massive MIMO systems
KR101107295B1 (en) Dual-polarized dipole antenna
WO2015147906A1 (en) Antenna assemblies
CZ304619B6 (en) Antenna with ribbon bundle
US20170338553A1 (en) Self-complementary multilayer array antenna
CN207559060U (en) A kind of N shape end plane slot antennas with non-closed floor
CZ25376U1 (en) Antenna with ribbon bundle
Bondarik et al. Investigation of reconfigurability for a stacked microstrip patch antenna pattern targeting 5G applications
El-Halwagy et al. A 28 GHz compact vertically-polarized dipole for 5G smartphone edge
KR20080006415A (en) Antenna being in structure of photonic band gap
Loghmannia et al. Analysis and design of a low sidelobe level and wide-band aperture coupled microstrip antenna array using FDTD
Lamminen et al. High gain 60 GHz LTCC chain antenna array with substrate integrated waveguide feed network
Ji et al. Pattern reconfigurable Fabry-Perot cavity antenna
Jahagirdar et al. Design and development of electronic beam switching antenna for point-to-multi-point long range data link applications

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20180404