NO865029L - Boelgelederantenne av lekkasjetypen. - Google Patents
Boelgelederantenne av lekkasjetypen.Info
- Publication number
- NO865029L NO865029L NO865029A NO865029A NO865029L NO 865029 L NO865029 L NO 865029L NO 865029 A NO865029 A NO 865029A NO 865029 A NO865029 A NO 865029A NO 865029 L NO865029 L NO 865029L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- layer
- conductive lines
- parallel
- polarized beam
- lines
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 10
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000158147 Sator Species 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters
- H01Q15/242—Polarisation converters
- H01Q15/244—Polarisation converters converting a linear polarised wave into a circular polarised wave
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/004—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing two or four symmetrical beams for Janus application
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår generelt bølgeleder doppler antenner av lekkasjetypen og mer bestemt sirkulært polariserte bølgeleder doppler antenner av denne type.
Et typisk doppler radarsystem som anvendes til navigasjon, arbeider i et frekvensområde på omtrent 10-20 GHz. Den hastighet flyet forflytter seg med, kan bestemmes ved integrering av faseforskyvningen i den stråle som sendes ut fra doppler radar systemet. Ved arbeid i 10-20 GHz området, vil doppler systemet imidlertid ikke være istand til å gi så nøyaktig avlesning som ønskelig for visse anvendelsesområder. Av den grunn er det gjort forsøk på å flytte frekvensområdet doppler systemet arbeider i til et høyere frekvensområde, slik at informasjonen som fåes fra den f asef orskj øvede lineært polariserte stråle vil inneholde mer informasjoner og dermed bidra til en mer nøyaktig avlesning. Imidlertid vil refleksjonen av det utsendte signal i regndråper øke når arbeidsfrekvensen øker. Denne refleksjon skaper feil i den beregnede hastighet.
Foreliggende oppfinnelse løser dette problem med hell ved å benytte samtidig sirkulær polarisering av en fire-strålers doppler antenne, hvorved fire sirkulært polariserte stråler i rekkefølge frembringes fra en felles åpning og punkt i fire symmetriske retninger som er forskjøvet i forhold til perpendikulæren til antennen.
Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å komme frem til en sirkulært polarisert bølgeleder doppler antenne av lekkaksje typen for å redusere feil som skyldes refleksjoner fra regndråper.
Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere ved beskrivelse av en utførelsesform for oppfinnelsen under henvisning til tegningene der: Fig. 1 er en kurve som gjengir regn-retursignaler mot frekvens,
fig. 2A er en kurve som viser regnavvisning mot ellipseform,
fig. 2B viser en elliptisk kurve,
fig. 3 viser I perspektiv frilagte deler av en antenne i henhold til oppfinnelsen,
fig. 4 viser et snitt gjennom antennen på fig. 3,
fig. 5 viser et første gitterlag for antennen som er vist på fig. 3 i fullstendig utførelse og sett ovenfra,
fig. 6 viser et andre gitterlag i antennen som er vist på fig. 3 i komplett utførelse og sett ovenfra,
fig. 7A-7D viser kurver som representerer oppbrytningen av Ey i parallell og perpendikulære komponenter,
fig. 7E viser romforskyvningen av de parallelle komponenter for Ey ved 90° for å gi sirkulær polarisasjon,
fig. 8A og 8B viser impedansen sett ved E|| i et overførings linjeformat,
fig. 8C og 8D viser impedansen, sett ved E_Luttrykt i et overførings linjeformat,
fig. 9 viser det tredje lag av antennen på fig. 3, sett fullstendig og ovenfra,
fig. 10 viser, sett ovenfra og fullstendig i det fjerde lag av antennen som er vist på fig. 3,
fig. 11A-11C viser bruk av et meander1injemønster for erstatning av de tredje og fjerde lag som er vist på hen-holdsvis fig. 9 og 10,
fig. 12 viser et snitt gjennom en utførelsesform for foreliggende oppfinnelse der det anvendes meanderlinjer,
fig. 13 viser et fullstendig lag med meanderlinjer som anvendes på fig. 12, sett ovenfra og
fig. 14 viser et fullstendig meanderlinjelag, sett ovenfra og benyttet som det fjerde lag i utførelsesformen på fig. 12.
For tiden arbeider fire-strålers bølgeleder doppler antenner av lekkasjetypen i frekvensområdet 10-20 GHz som vist ved 2 på fig. 1. En måte å forbedre navigasjonsnøyaktighet på, er å arbeide ved en betydelig høyere frekvens, f.eks. idet frekvensområdet som er representert med 4 på fig. 1. Ved denne høye frekvens vil imidlertid refleksjoner fra regndråper kunne skape alvorlige navigasjonsfeil for et lineært polarisert doppler system. Det er kjent fra tidligere at om energien som reflekteres fra regndråpene reduseres, reduserer man også navigasjonsfeil. For å oppnå dette, foreslås det ved foreliggende oppfinnelse å benytte et sirkulært polarisert bølgeleder doppler antenne system av lekkasjetypen for å oppnå den ønskede avvisning av regn.
Å omdanne en lineært polarisert stråle til en sirkulært polarisert stråle er kjent fra tidligere. Det kan f.eks. vises til "A Planar Antenna Circular Polarization Converter Utilizing Printed Circuit Technology" av K.A.J. Warren i Marconi Review, volum 43, nr. 218, sidene 176-184, 1980,
"Meanderline Polarizer", L. Young, L.A. Robinson, C.A, Hacking, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, mai 1973, sidene 376-378, og Waveguide Handbook av N. Marcuvitz, sidene 280-285, McGraw-HIll, New York, 1951. De fremgangs-måter som omhandles i disse publikasjoner, dreier seg
imidlertid bare om omforming av lineært polarisert stråle til en tilsvarende sirkulært polarisert stråle, sendt ut i en bestemt strålevinkel, mens foreliggende oppfinnelse foreslår å samtidig omforme alle fire stråler i et lineært polarisert bølgeleder doppler system av lekkasje typen i fire tilsvarende sirkulært polariserte stråler.
Det skal nu vises til fig. 2A, hvor det er gjengitt en kurve som viser regnavvisning i forhold til regndråpens ellipseform. Det skal nu antas at et mikrobølgesignal, d.v.s. en stråle, sendes ut under regnvær. Fordi en regndråpe har en endelig størrelse, vil den virke som en reflektor. Jo høyere frekvensen er, jo større vil derfor refleksjonen av regndråpen vise seg i radarsystemet, uttrykt i bølgelengder for dette. Når så størrelsen på regndråpene blir en betydelig brøkdel av strålens bølgelengde, vil refleksjonen fra regndråpen føre til at radarsystemet blir feilaktig uttrykt som faseforskjøvede bilder man får fra den utsendte stråle. Hvis man antar at regndråpene er kuleformede, vil, hvis en sirkulært polarisert stråle blir sendt ut fra antennen og treffer regndråpene, refleksjonene fra de kuleformede regndråper være polarisert motsatt og man kan diskriminere mot refleksjonen. Selv om regndråpene ikke er fullkommende kuler og dermed ikke er fullkommende reflektorer av den innkommende bølge, er ufullkommenhetene ikke noen begrensende faktor ved den foreliggende utførelse. Polariseringen av en bølge måles ved dens aksiale forhold som vist på fig. 2B. Polar i satoren som her er beskrevet, vil gi en bølge med et aksialt forhold lik 2.5 dB. Dette fører til en regnavvisning på omtrent 10 dB, som vist på fig. 2A. Det skal påpekes at den spesielle ellipseverdi på 2.5 dB ikke på noen måte er begrensende, idet både høyere og lavere ellipseverdier kan skapes. Det skal også her nevnes at regnavvisningen også vil øke eller avta.
Fig. 3 viser en utførelsesform for en antenne i henhold til oppfinnelsen. Som vist er antennen innbygget i en radom 12.
Man skal merke seg at en reflektor 14 er anbragt i bunnen av antenneanordningen. Formålet med reflektoren er som beteg-nelsen antyder, å reflektere stråling som mates inn fra mateledere 16 og 18. I radomen 12 finnes det også tre lag av substrater 20, 21, 22. Disse substrater er almindelig benyttet på dette felt og er kjent som G-10 substrater. For oversiktens skyld, skal det nevnes at antennen 10 ikke er tegnet i noen målestokk.
På undersiden 20a av substratet 20 er det etset et stråle-gitterlag 24 sam er vist fullstendig, sett ovenfra på fig. 5. Dette trykte gitter er inngående beskrevet tidligere. Det skal f.eks. vises til US PS 3.721.988. Det det strålende gitterlag egentlig gjør, er å forme den utsendte lineært polariserte stråle. På undersiden av substratet 21, er det etset et ytterligere gitterlag 26. Overfor dette og etset i oversiden av substratet 21, finnes et tredje gitterlag 28. Liggende på gitterlaget 28 og etset i substratet 22 på undersiden, finnes et fjerde gitterlag 30. Et tilsvarende nummerert tverrsnitt av de forskjellige lag som finnes på fig. 3, er vist på fig. 4. På fig. 4 er det lettere å se at det mellom gitterene 30 og 28 og gitterene 26 og substratet 20 finnes avstandsstykker 32 og 34. Avstandsstykkene er laget av fenol i bikakeform, noe som er almindelig kjent.
Som nevnt tidligere, er strålegitterlaget 24 vist fullstendig, sett ovenfra på fig. 5, der man også ser to kryss-skraverte parallelle bånd 36 og 38 som er flettet inn i strålegitteret 24. Ved nærmere studium av strålegitteret 24, vil man se at gitteret er bygget opp av en flerhet av parallelle, ledende linjer 40 som står med like avstander fra hverandre. Selv om de er tegnet som rektangulære blokker på fig. 4 for illustrasjonens skyld, skal man merke seg at de ledende linjer 40 i virkeligheten er linjer på strålegitteret. Som vist løper de ledende linjer på strålegitteret 40 parallelt med lengdeaksen.
Gitteret 26 er vist i sin helhet på fig. 6. Som det der fremgår løper de ledende linjer i gitteret 26 med like avstander fra hverandre og parallelt med tverretningen. På fig. 3 og 4 kan man også se at orienteringen av de ledende linjer på gitteret 26 er perpendikulært på de ledende linjer 40 i gitteret 24. Langs de langsgående kanter av gitteret 26 og tilsluttet begge ender av de ledende linjer 46 finnes det to kobberstrimler 42 og 44. Som forklart tidligere er det strålende gitter 26 etset i undersiden av substratet 21.
På oversiden av substratet 21 er det etset et gitter 28 som er vist fullstendig på fig. 9. Som man ser på fig. 3 og 9 Innbefatter gitteret 28 to sett parallelle, ledende linjer med like avstander som løper perpendikulært på hverandre. Sett av parallelle linjer som løper i den retning som er antydet med pilen 48, er betegnet som 50, mens settet med parallelle linjer som løper i den retning pilen 51 angir, er betegnet som 52. Som man ser er avstanden mellom to og to parallelle linjer i settet 52, f.eks. som angitt ved 52a, mindre enn avstanden mellom to og to parallelle ledende linjer, f.eks. 50a i settet 50. Virkningen av denne forskjell mellom avstandene mellom de to sett ledende linjer, vil bli forklart nærmere i beskrivelsen. I gitterlaget 28 er det også etset to strimler av kobber 54 og 56 langs de langsgående kanter av de to sett ledende linjer.
Det skal nu vises til fig. 4, der det er vist et avstandslag av bikakemateriale 32 som adskiller gitterlaget 28 fra det neste ledende gitterlag 30 som er vist fullstendig i detalj på fig. 10 og som er etset på undersiden av substratet 22 på fig. 3. Av fig. 10 ser man at gitterlaget 30 som svarer til gitterlaget 28, innbefatter to sett parallelle linjer 58 som står i like avstander fra hverandre og som løper langs den retning som er antydet med pilen 48 og 60 som løper i den retning som er antydet med pilen 51. Langs lengdekantene av de to sett ledende linjer, er det etset kobberstrimler 62 og 64. På samme måte som utformningen av gitterlaget 28, er avstanden mellom to og to parallelle linjer i de to sett ledende linjer I gitteret 30 også forskjellige. Man skal imidlertid merke seg at i dette tilfelle er avstanden mellom de parallelle linjer i settet 60, betegnet som 60a, større enn avstanden 58a i settet 58. Dette er det motsatte av forskjellen i avstandene i gitterlaget 28. Betydningen av denne forskjell i avstand mellom parallelle sett ledende linjer, sammen med den tankegang som ligger under konstruk-sjonen av antennen 10 slik den er beskrevet ovenfor, og de krav som stilles for sammenbygning av de forskjellige gitterlag - vil bli omhandlet i det følgende.
For at oppfinnelsen vedrørende omformning av en lineært polarisert fire-strålers bølgeleder dopplerantenne av lekkasjetype til en sirkulært polarisert fire-strålers dopplerantenne, er det tre krav. For det første må strå-lingen nær mateledningene og sidekantene av antennen blok-keres for å redusere krysspolarisering. For det annet må man ha en nesten ren lineært polarisert stråle ved hjelp av et polarisasjonsavstøtende gitter. For det tredje må sirkulært polariserte trykte anordninger med faseforskyvninger som skaper en sirkulært polarisert hovedstråle, innbygges i antennen.
Ved beskrivelse av de første og andre krav, skal det vises til fig. 3, der det er vist et elektromagnetisk felt 66. Som tegnet er det elektromagnetiske felt 66 delt i to komponenter Ex og Ey. For denne beskrivelse skal man merke seg at feltet Ex er det ønskelige og feltet Ey er å betrakte som et forurensende felt og skulle elimineres så langt det er mulig. Hvis Ey ikke blir eliminert, vil det ha tilbøylighet til å forurense enhver polarisert stråle som kommer ut fra antennen. Størrelsen av Ey er størst nær de langsgående kanter av bølgelederene 16 og 18 og er resultatet av stråling fra spaltene 16a og 18a. På grunn av orienteringen av Ey i forhold til gitterlinj ene 24, kan man ha fri lekkasje fra hulrommet som forklart i det følgende. For delvis å elimi nere Ey lekkasje, er to parallelle strimler av krysskraverte gittere 36 og 38 etset langs de langsgående kanter av gitterlaget 24.
Hvis man nu et øyeblikk går tilbake til hvorfor de krysskraverte gittere 36 og 38 er istand til delvis å eliminere Ey, skal det vises til fig. 7A og 7B. På fig. 7A er det vist at Ey vandrer i en retning perpendikulært på et antall ledende linjer, f.eks. linjene 40 i gitteret 24. Når Ey er perpendikulær på de ledende linjer 40, vil den passere omtrent udempet. Når Ey vandrer langs lengden av de parallelle, ledende linjer, f. eks. som vist på fig. 7B, vil den imidlertid som kjent bli avvist. Når således Ey vandrer parallelt med et sett ledende linjer i de krysskraverte gittere 36, 38, vil den likeledes bli avvist. Allikevel er Ey avvisningen av det første gitterlag 24 ikke fullstendig, noe som fører til behov for et andre gitterlag. Av den grunn er et andre gitterlag 26 som har linjer med like avstander, løpende parallelt med Ey, lagt over gitterlaget 24. Som tidligere påpekt, er to parallelle strimler av kobber 42 og 44 etset ved de langsgående kanter av gitterlaget 26. Kombinasjonen av disse strimler av kobber og ledende linjer 46, reduserer Ey til en slik verdi at en hovedsaklig rent lineært polarisert stråle fåes etter gitterlaget 26. Når det gjelder gitterlaget 24, skal man merke seg at de krysskraverte gittere 36 og 38 er omtrent 0.33 mm brede og har en innbyrdes avstand på 0.085 av bølgelengden for denne utfø-relsesform. Det skal påpekes at disse dimensjoner ikke er begrenset bare til de angitte tall.
Før man går over til å behandle hvorledes foreliggende oppfinnelse omdanner en lineært polarisert stråle til en sirkulært polarisert stråle, skal man være klar over det følgende. Som vist på fig. 7C, kan et elektromagnetisk felt Ex deles opp i to komponenter E| | og E_L. Som forklart vandrer E|| feltet parallelt med de ledende linjer I gitteret 70, mens E_Lfeltet vandrer perpendikulært på de samme ledende linjer. Mens E_Lpasserer gjennom gitteret 70 hovedsaklig uforstyrret, møter det en liten kapasitiv reaktans. På den annen side vil E|| se gitteret som sterkt induktivt og derfor med fremskutt fase. For nu å oppnå en perfekt sirkulær polarisasjon, må E| | faseforskyves 90° fra E_Lsom vist på fig. 7E. Dessuten må hegge bølger passere udempet gjennom gitteret. Derfor må man ha det annet gitter for å utligne induktansen som E|| ser fra det første gitter.
For å få til sirkulær polarisasjon med foreliggende oppfinnelse, blir et gitterlag 28 som tilsvarer det tidligere omhandlede første gitter 70, etset på toppen av substratet 21. Det annet gitter, som forklart ovenfor, er representert av gitteret 30 som er etset på undersiden av substratet 22. For dette eksempel er de to gittere 28 og 30 adskilt med en bikake avstandsholder 32 som vist på fig. 4. Den lagdelte oppbygning som representeres av gitterlaget 28, bikaken 32 og gitterlaget 30, kan utformes som en overføringslinjekrets, vist på fig. 8A-8B. Fig. 8A viser en overføringslinjemodell, der -JX er lik den induktive reaktans for gitteret, slik E|| møter den, 0 er lik den elektriske avstand mellom gitterene, Eh er lik den dielektriske konstant for bikake avstandshol-deren, og Zg er lik den karakteristiske impedans i det frie rom.
Som forklart tidligere, har man et tredje krav som må tilfredsstilles ved omforming av en lineært polarisert fire-strålet antenne til en sirkulært polarisert fire-strålet antenne. Når det gjelder dette krav, må orienteringen eller gitter lagene 28 og 30 i den lagdelte oppbygning, såvel som avstanden mellom de forskjellige sett av parallelle, ledende linjer, bestemmes i overensstemmelse med tre betingelser. For det første må faseforskyvningen mellom E| | og ELL være 90° . For det annet må inngangsrefleksjons-koeffisienten Sli for gitterene, slik den møtes av E| | være null. Den tredje betingelse er at inngangsrefleksjons-koeffisienten Sli, slik
E_L møter den, må være nær null. Fra literaturen vet man at betingelse nummer en er tilfredsstillet når
der:
Zq = impedansen i det frie rom,
x = induktive reaktans for trådgittere slik E||
møter dem, og
Eh = dielektrisitetskonstant for bikake-avstandshol deren.
For det foreliggende eksempel, er det valgt et avstandsholder-materiale som har en dielektrisitets-konstant på omtrent 1.04. Benyttes denne verdi i ligning 1, får man for Zg/x en verdi på 2.020. Straks Zg/x er kjent, kan avstanden mellom gitterene og linjetykkelsen finnes, på grunnlag av Marcuvitz arbeid som tidligere er nevnt. En resulterende avstand på 0.246 av en bølgelengde og en linjebredde på 0.13 bli beregnet.
Den annen betingelse der inngangs refleksjons koeffisienten slik E| I møter den må være null, fåes når den følgende ligning benytte:
Når man har verdien for Zg/x, som er funnet med ligning 1, beregnes faseforskyvningen 0 til 2.346 radianer og på grunnlag av dette finnes rommets tykkelse for den ønskede arbeidsfrekvens. Den tredje betingelse som er nevnt ovenfor, behøver ikke tilfredsstilles nøyaktig, men for verdier på Eh nær 1, vil inngangsref leks j ons koeffisienten Sil, slik Ei. møter den, være liten. Med for eksempel Eh på 1.04,, vil Sil perpendikulært være lik 0.0039. Dette representerer en energirefleksjon på bare 0.0015 prosent.
I tillegg til de ovennevnte tre betingelser, krever den virkelige oppbygning av antennen i henhold til oppfinnelsen et ytterligere gitter av tråder som står perpendikulært på den ovenfor beskrevne gitterkonstruksjon, for å utligne den lille kapasitive reaktans El. møter. Denne kapasitive reaktans skyldes tykkelsen av bikaken, såvel som det tidligere beskrevne gitter. Hvis man således ser på gitterlaget 28 på fig. 9, vil man finne at de to sett med ledende linjer som står i like avstander fra hverandre, er etset på det samme gitterlag. I denne utførelse representerer 52a linjeavstanden for E||, mens 50a representerer linjeavstanden for Ej_. Hvis man ser tilbake på fig. 8A-8D, finner man at E| I møter de ledende linjer 52 som en induktor Xl, mens E_L møter de samme ledende linjer som kondensatorer X'q. Dessuten møter E| j de ledende linjer 50 som en kondensator Xq, mens E_Lmøter de ledende linjer 50 som en induktor X'l-Som man ser på fig. 8B, er Xq mye mindre enn Xlog derfor blir Xq vanligvis satt ut av betraktning. Som det fremgår av fig. 8D er X' l=X ' q , og de vil utligne hverandre og E_Lpasserer uforstyrret.
Som en oppsummering kan man si at for at de tre betingelser skal oppfylles til oppnåelse av sirkulær polarisasjon, blir betingelse 1 oppfylt når E|| blir faseforskjøvet 90° som vist på fig. 7E. Dette fåes fra den matematiske analyse av ligning 1. Betingelse nummer 2 er tilfredsstillet når ligning 2 blir analysert. Fra ligning 2 får man mellomrom-met, d.v.s. 6 mellom de ledende linjer. Selv om betingelse nummer 3 ikke blir tilfredsstillet fullkomment fordi det viser seg at energiref leks j onen er meget liten, kan E_Lhindres i å bli reflektert tilbake til hulrom i radom anordningen som forklart i forbindelse med figur 8D. Ved å tilfredsstille alle tre betingelser, er det klart at det smalere sett av ledende linjer for denne utførelsesform 52, utfører størstedelen av arbeidet. Med andre ord, dette sett av ledende linjer faseforskyver E± 90° og skaper dermed sirkulær polarisasjon.
Gitterlaget 30 er I denne utførelsesform nødvendig på grunn av det enkle faktum at hvis bare et gitterlag benyttes, vil man ha en mistilpasning når det gjelder impedanse og det finnes ingen måte å oppheve denne mistilpasning på, uten å tilføye et ytterligere gitterlag så som 30.
Når nu teorien og kravene til omformning av en firestrålet lineær antenne til en firestrålet sirkulært polarisert antenne er beskrevet, skulle det nu være klart at utførel-sesformen i henhold til oppfinnelsen, slik den er vist på fig. 3 og 4, representerer en firestrålers bølgeleder antenne av lekkasjetypen som er istand til å bevirke samtidig sirkulær polarisering av de fire stråler.
En annen utførelsesform for oppfinnelsen benytter i stedet for gitterlagene 28 og 30 som vist på fig. 9 og 10, to gitterlag omfattende meanderlinjer som står med like avstander og som er vist sett ovenfra på fig. 13 og 14. Som vist på fig. 11A er det elektromagnetiske felt Ey igjen delt i en perpendikulær komponent E_Log en parallell komponent E l l . Ved å benytte den samme analyse som tidligere er omhandlet, ser man på fig. 11B at E_Lmøter en kapasitant mellom to nabomeander linjer, mens E| | møter en induktans mellom de samme linjer. I stedet for å forskyve E|| 90° som i den forrige utførelsesform, vil her den annen utførelses-form bevirke forskyvning av E| | -45°, d.v.s. 45° tilbake og forskyvning av E_Lforover 45° som vist på fig. 11C. Således kan en fullkommen sirkulær polarisering fremdeles oppnås, da summen av 45° forover og 45° bakover fremdeles vil gi en faseforskyvning på 90°. Denne halvbølge faseforskyvning for E_Log E| I skyldes det faktum at E_Lmøter meanderlinjene som en stor kapasitans, mens E| | møter de samme som en stor induktans.
På fig. 12 vil man se at fire gitterlag også er innbefattet i denne konstruksjon. Da de to nedre lag er de samme som i den første utførelsesform, er noen beskrivelse av disse ikke nødvendig. Når det gjelder de to øvre lag, vil man se at et meanderlinje gitter 70 er etset på undersiden av substratet 74, og et tilsvarende meander gitterlag er etset i toppflaten av substratet. Da meanderlinjene i seg selv er forskjellige fra rette, ledende linjer, er visse modifikasjoner når det gjelder avstanden, f.eks. tykkelsen på bikake avstandshol-deren 32, foretatt og tilføyelsen av et substrat mellom de to meanderlinje gitterlag er innbefattet også I denne annen utførelsesform for oppfinnelsen. Forøvrig er oppbygningen av denne annen utførelsesform idémessig den samme som for den første. Fra eksmerimenter oppviste en antenne med meanderlinje polarisator en regnavvisning, svarende til den man får med den induktive polarisator, d.v.s. med kryssende, ledende linjer, som er bedre enn 10 dB i alle fire stråler.
Selv om foretrukne utførelsesformer for oppfinnelser her er beskrevet for forklaringens skyld, kan mange forandringer, modifikasjoner, endringer, utskiftninger og ekvivalenter helt eller delvis gi seg selv for fagfolk på det område denne oppfinnelse hører Inn under. Det er derfor forutsatt at oppfinnelsen er begrenset bare av kravenes ånd og ramme.
Claims (9)
1.
Bølgelederantenne av lekkasjetypen til frembringelse av sirkulært polariserte stråler for å eliminere feil som skyldes refleksjoner fra regndråper, karakterisert ved at den omfatter:
Et første lag av parallelle, ledende linjer i samme plan med like avstander fra hverandre for utstråling av en stort sett lineært polarisert stråle,
et andre lag av parallelle, ledende linjer i samme plan og med like avstander fra hverandre, anbragt parallelt med, men i avstand fra det første lag, der de parallelle ledende linjer i det annet lag er orientert perpendikulært på de ledende linjer i det første lag for å gjøre den stort sett lineært, polariserte stråle renere,
et tredje lag med et dobbelt sett av parallelle, ledende linjer i samme plan og i avstand fra hverandre, rettet inn perpendikulært på hverandre, lagt over det annet lag, der det dobbelte sett av ledende linjer i samme plan er anbragt diagonalt på det annet lag av ledende linjer for polarisering av den i det vesentlige lineært polariserte stråle til en delvis sirkulært polarisert stråle og
et fjerde lag med et andre dobbelt sett av parallelle,
ledende linjer i avstand fra hverandre og i samme plan, rettet perpendikulært på hverandre, lagt på det tredje lag, der det annet dobbelte sett ytterligere polariserer den delvis sirkulært polariserte stråle til en sirkulært polarisert stråle for omfattende eliminering av feil som skyldes refleksjoner fra regndråper.
2.
Bølgelederantenne som angitt i krav 1, karakterisert ved at den omfatter:
To separate sett av parallelle, ledende linjer som står med like avstander fra hverandre og passer perpendikulært til og i samme plan som det første lag av ledende linjer langs motstående, langsgående kanter av disse for å danne to parallelle strimler av kryssende, ledende linjer som faller sammen med de motstående langsgående kanter av det første lag, der spredte krysspolariserte energikomponenter I den stort sett lineært polariserte stråle, blir redusert av krysstrimlene.
3.
Bølgelederantenne som angitt i krav 1, karakterisert ved at den omfatter:
Kobberstrimler som er forbundet langs siden av og tett inntil de langsgående kanter av det annet lag i samme plan som dette, for å redusere ytterligere spredte krysspolariserte energikomponenter i den stort sett lineært polariserte stråle.
4.
Bølgelederantenne som angitt i krav 1, karakterisert ved at den omfatter:
Kobberstrimler som er forbundet langs, tett inntil og i samme plan med de langsgående kanter av de tredje og fjerde lag for å redusere spredte komponenter i den sirkulært polariserte stråle.
5.
Bølgelederantenne som angitt i krav 1, karakterisert ved at de ledende linjer i de andre og tredje lag er etset på motstående sider av et substrat.
6.
Bølgelederantenne som angitt i krav 1, karakterisert ved at de respektive sett i det dobbelte sett av ledende linjer i det tredje og/eller fjerde lag har parallelle linjer med like avstander og
at den rommessige avstand mellom to og to parallelle linjer for hver korresponderende linje i det dobbelte sett, er forskjellig.
7.
Fremgangsmåte til frembringelse av en firestrålers bølgele-derantenne av lekkasjetypen for å eliminere feil som skyldes refleksjoner fra regndråper, der den firestrålers antenne innbefatter en radom med en reflekterende flate, karakterisert ved :
Anbringelse av et første lag av parallelle, ledende linjer som ligger med like avstander fra hverandre og i et plan over reflektorflaten for utstråling av en hovedsaklig lineært polarisert stråle,
påføring av et andre lag av parallelle, ledende linjer som står med like avstander fra hverandre og ligger i samme plan, perpendikulært over det første lag for å gjøre den hovedsaklig lineært polariserte stråle renere,
påføring av et tredje lag av et ledende gitter over det annet lag av ledende linjer for polarisering av den hovedsaklig lineært polariserte stråle til en delvis sirkulært polarisert stråle og
påføring av et fjerde lag av et ledende gitter over det tredje lag for polarisering av den delvis sirkulært polariserte stråle til en sirkulært polarisert stråle, for derved hovedsaklig å eliminere feil som skyldes refleksjoner fra regndråper.
8.
Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at påføringen av det tredje lag omfatter:
Anbringelse av et dobbelt sett parallelle, ledende linjer som står i avstand fra hverandre og ligger i samme plan perpendikulært på hverandre over det annet og/eller tredje lag, der de ledende linjer i det dobbelte sett videre er orientert diagonalt i forhold til de ledende linjer i det annet lag.
9.
Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at påføringen av det tredje og/eller det fjerde lag omfatter:
Anbringelse av et lag av parallelle meanderformede, ledende linjer som ligger med like avstander og i samme plan over det annet lag.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/818,646 US4698639A (en) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | Circularly polarized leaky waveguide doppler antenna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO865029D0 NO865029D0 (no) | 1986-12-12 |
NO865029L true NO865029L (no) | 1987-07-15 |
Family
ID=25226046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO865029A NO865029L (no) | 1986-01-14 | 1986-12-12 | Boelgelederantenne av lekkasjetypen. |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4698639A (no) |
JP (1) | JPS62171209A (no) |
AU (1) | AU585114B2 (no) |
DE (1) | DE3700886A1 (no) |
FR (1) | FR2592993A1 (no) |
GB (1) | GB2185355B (no) |
IL (1) | IL80563A0 (no) |
IT (1) | IT1201154B (no) |
NO (1) | NO865029L (no) |
SE (1) | SE8700010L (no) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1304155C (en) * | 1987-10-02 | 1992-06-23 | Keith C. Smith | Lens/polarizer/radome |
US5943023A (en) * | 1995-12-21 | 1999-08-24 | Endgate Corporation | Flared trough waveguide antenna |
US6600896B2 (en) * | 1999-06-25 | 2003-07-29 | Cocomo Mb Communications, Inc. | Exciter system and excitation methods for communications within and very near to vehicles |
US7099621B1 (en) * | 1999-06-25 | 2006-08-29 | Cocomo Mb Communications, Inc. | Electromagnetic field communications system for wireless networks |
US6891512B2 (en) * | 2000-12-27 | 2005-05-10 | Cocomo Mb Cojmmunications, Inc. | Antenna |
US6956534B2 (en) * | 2000-12-27 | 2005-10-18 | Cocomo Mb Communications, Inc. | Method and apparatus for improving antenna efficiency |
US20050168392A1 (en) * | 2004-01-05 | 2005-08-04 | Cocomo Mb Communications, Inc. | Antenna efficiency |
FR3003700B1 (fr) * | 2013-03-19 | 2016-07-22 | Thales Sa | Dispositif de reduction de signature radar d'antenne et systeme antennaire associe |
CN106848521B (zh) * | 2017-02-24 | 2022-05-10 | 通号电缆集团有限公司 | 一种双极化漏泄波导 |
CN114843761B (zh) * | 2022-04-13 | 2023-03-24 | 南昌大学 | 一种基于圆极化机载微波辐射计天线 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3721988A (en) * | 1971-08-16 | 1973-03-20 | Singer Co | Leaky wave guide planar array antenna |
US3754271A (en) * | 1972-07-03 | 1973-08-21 | Gte Sylvania Inc | Broadband antenna polarizer |
IT1035550B (it) * | 1975-04-04 | 1979-10-20 | Selenia Ind Elettroniche | Perfezionemanto nei sistemi radianti a settore |
DE3027094A1 (de) * | 1980-07-17 | 1982-02-04 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Umpolarisiereinrichtung zur erzeugung zirkular polarisierter elektromagnetischer wellen |
IL66327A0 (no) * | 1982-07-15 | 1982-11-30 | ||
FR2540296A1 (fr) * | 1983-01-31 | 1984-08-03 | Thomson Csf | Filtre spatial d'ondes electromagnetiques de polarisation circulaire et antenne cassegrain comportant un tel filtre |
GB2155694B (en) * | 1984-03-06 | 1987-08-12 | Decca Ltd | Antenna for circularly polarised radiation |
-
1986
- 1986-01-14 US US06/818,646 patent/US4698639A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-10 IL IL80563A patent/IL80563A0/xx unknown
- 1986-11-20 GB GB8627719A patent/GB2185355B/en not_active Expired
- 1986-12-12 NO NO865029A patent/NO865029L/no unknown
- 1986-12-15 FR FR8617500A patent/FR2592993A1/fr not_active Withdrawn
- 1986-12-26 JP JP61309009A patent/JPS62171209A/ja active Pending
-
1987
- 1987-01-02 SE SE8700010A patent/SE8700010L/ not_active Application Discontinuation
- 1987-01-12 AU AU67495/87A patent/AU585114B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-01-14 DE DE19873700886 patent/DE3700886A1/de not_active Withdrawn
- 1987-01-14 IT IT19088/87A patent/IT1201154B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU6749587A (en) | 1987-07-16 |
GB2185355B (en) | 1989-10-25 |
IT8719088A0 (it) | 1987-01-14 |
JPS62171209A (ja) | 1987-07-28 |
NO865029D0 (no) | 1986-12-12 |
SE8700010D0 (sv) | 1987-01-02 |
GB2185355A (en) | 1987-07-15 |
DE3700886A1 (de) | 1987-07-16 |
SE8700010L (sv) | 1987-07-15 |
AU585114B2 (en) | 1989-06-08 |
FR2592993A1 (fr) | 1987-07-17 |
IL80563A0 (en) | 1987-02-27 |
US4698639A (en) | 1987-10-06 |
GB8627719D0 (en) | 1986-12-17 |
IT1201154B (it) | 1989-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4387377A (en) | Apparatus for converting the polarization of electromagnetic waves | |
US3267480A (en) | Polarization converter | |
KR101832976B1 (ko) | 단벽 슬롯형 도파관 어레이들을 급전하기 위한 빔형성 네트워크 | |
JP7367084B2 (ja) | アンテナ・アレイ | |
US7656345B2 (en) | Low-profile lens method and apparatus for mechanical steering of aperture antennas | |
US4975712A (en) | Two-dimensional scanning antenna | |
EP0104536A2 (en) | Microstrip reflect array for satellite communication and radar cross-section enhancement or reduction | |
US3771160A (en) | Radio aerial | |
US20050179611A1 (en) | Two-dimensional dual-frequency antenna and associated down-conversion method | |
US7429962B2 (en) | Millimeter-wave transreflector and system for generating a collimated coherent wavefront | |
NO865029L (no) | Boelgelederantenne av lekkasjetypen. | |
Ang et al. | A passive redirecting Van Atta-type reflector | |
WO2005011057A1 (en) | Dual polarised antenna device for an antenna array and method for manufacturing the same | |
US3345585A (en) | Phase shifting stripline directional coupling networks | |
Kavitha et al. | A wide-scan phased array antenna for a small active electronically scanned array: a review | |
US6404377B1 (en) | UHF foliage penetration radar antenna | |
US4477815A (en) | Radome for generating circular polarized electromagnetic waves | |
US4051476A (en) | Parabolic horn antenna with microstrip feed | |
Pavone et al. | A novel approach to low profile scanning antenna design using reconfigurable metasurfaces | |
KR101306784B1 (ko) | 비대칭적 구조를 가지는 로트만 렌즈 및 이를 이용한 빔 성형 안테나 | |
US3447158A (en) | Low profile aircraft antenna with dielectric reflector to reduce destructive interference | |
US4359742A (en) | Dual switch multimode array antenna | |
Slomian et al. | Single-layer four-beam microstrip antenna array | |
CN107887703B (zh) | 一种双频带涡旋电磁波阵列天线 | |
Hand et al. | Dual-band shared aperture reflector/reflectarray antenna: Designs, technologies and demonstrations for nasa's ACE radar |