PL211310B1 - Promiennik antenowy wykonany w technice symetrycznych linii paskowych - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211310 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 378455 ^{(51) Int.Cl.}

H01Q 19/00 (2006.01) H01Q 1/40 (2006.01) H01Q 13/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 16.12.2005 (54) Promiennik antenowy wykonany w technice symetrycznych linii paskowych

	(73) Uprawniony z patentu:
	POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
25.06.2007 BUP 13/07	(72) Twórca(y) wynalazku:
	KRZYSZTOF WINCZA, Wrocław, PL SŁAWOMIR GRUSZCZYŃSKI, Wrocław, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.05.2012 WUP 05/12	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Regina Kozłowska

PL 211 310 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest promiennik antenowy wykonany w technice symetrycznych linii paskowych. Promiennik ten jest podstawowym elementem złożonych układów antenowych.

Znany jest promiennik antenowy wykonany w technice niesymetrycznej linii paskowej złożony z trzech warstw metalizacji oddzielonych odpowiednio od siebie jedną lub więcej warstwami dielektrycznymi. Na dolnej warstwie metalicznej znajduje się linia mikropaskowa, środkowa warstwa metaliczna stanowi ekran anteny, w którym wykonana jest szczelina zapewniająca sprzężenie elektromagnetyczne linii mikropaskowej z elementem promieniującym znajdującym się na trzeciej, górnej warstwie metalizacji (D. M. Pożar, A Microstrip Antenna Aperture Coupled to a Microstrip Line, Electronics Letters, Vol. 21, pp. 49-50, January 17, 1985).

Modyfikacją tego promiennika jest promiennik wykonany w technice symetrycznej linii paskowej. Promiennik taki składa się z czterech warstw metalizacji, oddzielonych warstwami dielektrycznymi. Warstwa dolna metalizacji wraz z warstwą trzecią licząc od dołu stanowi ekran anteny, pomiędzy tymi warstwami znajduje się warstwa metalizacji, w której wykonuje się linie paskowe stanowiące zasilanie anteny. W warstwie górnej metalizacji wykonuje się element promieniujący. Ważnym parametrem, którym można scharakteryzować antenę jest jej impedancja wejściowa, która przyjmować powinna ściśle określoną wartość zwykle 50 Ω. Miarą, która w łatwy sposób pozwala określić zdolność promieniowania mocy przy zasilaniu z generatora o zadanej impedancji jest wejściowy współczynnik odbicia anteny. Znanych jest kilka metod uzyskiwania małego współczynnika odbicia (dobrego dopasowania impedancyjnego anteny). Jedną z nich jest metoda opisana w pracy A. Bhattacharyya „Analisys of Stripline-Fed Slot-Coupled Patch Antennas with Vias for Paralle-Plate Mode Suppression, w której w celu uzyskania dobrego dopasowania impedancyjnego wykonane zostały zwarcia dwóch warstw metalicznych stanowiących ekran.

Zwarcia te wykonane zostały wokół szczeliny sprzęgającej wykonanej w górnej warstwie ekranu. Znane jest również rozwiązanie, w którym zastosowano podobne rozwiązanie polegające na umieszczeniu zwarć pomiędzy warstwami ekranu wokół szczeliny wykonanej w górnej warstwie ekranu. Ponadto w rozwiązaniu tym zastosowano uwarstwienie dielektryczne takie, że linia zasilająca nie jest położona symetrycznie pomiędzy ekranami, jest ona przesunięta znacznie w stronę szczeliny sprzęgającej. Ponadto w promienniku tym zastosowano dodatkową warstwę metaliczną, na której wykonany został dodatkowy element promieniujący (P. Brachat, J. M. Barraco „Dual-Polarization Slot-Coupled Printed Anternnas Fed by Stripline). Znane jest również rozwiązanie polegające na tym, że w ekranie górnym anteny wykonana jest odpowiednio ukształ towana szczelina promieniują ca stanowiąca element promieniujący (Ch. Chen, W. E. McKinzie, N. G. Alexopoulos „Stripline-Fed Arbitralily Shaped Printed-Aperture Anennas).

Istota promiennika, według wynalazku polega na tym, że ekran dolny stanowi ekran dopasowania impedancyjnego anteny i ma szczelinę dopasowującą, nad którą usytuowana jest linia paskowa. Nad linią paskową umieszczony jest ekran górny ze szczeliną sprzęgającą linię paskową z elementem promieniującym.

Zaletą promiennika według wynalazku jest możliwość wyeliminowania konieczności wykonywania zwarć między warstwami metalizacji stanowiącymi ekran. Uzyskuje się więc strukturę w pełni planarną co sprawia, że antena taka jest znacznie łatwiejsza w wykonaniu. Dodatkową zaletą jest możliwość łatwej integracji opisywanego promiennika z innymi układami mikrofalowymi bardzo często wykonywanymi w technice symetrycznych linii paskowych. Ponadto zastosowanie nowego promiennika w układzie antenowym pozwala na pozyskiwanie anten o duż ym zysku (nawet > 20 dBi), anten o odpowiednio kształtowanej charakterystyce i/lub anten o odpowiednio niskim poziomie listków bocznych.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania odtworzony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny A-A promiennika wykonanego w technice symetrycznej linii paskowej, fig. 2 - widok z góry promiennika, a fig. 3 - widok z dołu promiennika.

Promiennik antenowy wykonany w technice symetrycznych linii paskowych posiada dwa ekrany, z których ekran dolny to ekran dopasowania impedancyjnego anteny 1, w którym wykonana jest szczelina 2 pozwalająca na uzyskanie dobrego dopasowania impedancyjnego anteny oraz ekran górny 3, w którym wykonana jest szczelina 4, pozwalająca na sprzężenie linii paskowej 5 doprowadzającej moc mikrofalową z elementem promieniującym 6. Pomiędzy ekranem dopasowania impedancyjnego anteny 1, linią paskową 5, ekranem górnym 3, i elementem promieniującym 6 wykonanymi z warstw metalu umieszczone są warstwy dielektryczne 7 oddzielające warstwy metalizacji.

PL 211 310 B1

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Promiennik antenowy wykonany w technice symetrycznych linii paskowych, wykonany jako element wielowarstwowy, w którym kolejne warstwy przewodzące są izolowane warstwami dielektrycznymi, przy czym warstwy przewodzące stanowią od dołu ekran dolny, linię paskową, ekran górny ze szczeliną oraz element promieniujący, znamienny tym, że ekran dolny stanowi ekran dopasowania impedancyjnego anteny (1) i ma szczelinę dopasowującą (2), nad którą usytuowana jest linia paskowa (5), przy czym nad linią paskową (5) umieszczony jest ekran górny (3) ze szczeliną (4) sprzęgającą linię paskową (5) z elementem promieniującym (6).