RU116696U1 - Микрополосковая антенна - Google Patents
Микрополосковая антенна Download PDFInfo
- Publication number
- RU116696U1 RU116696U1 RU2011147863/07U RU2011147863U RU116696U1 RU 116696 U1 RU116696 U1 RU 116696U1 RU 2011147863/07 U RU2011147863/07 U RU 2011147863/07U RU 2011147863 U RU2011147863 U RU 2011147863U RU 116696 U1 RU116696 U1 RU 116696U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- radiating element
- radiating
- wavelength
- strip dipole
- Prior art date
Links
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
1. Микрополосковая антенна, содержащая металлическую пластину, излучающий элемент с двумя щелями шириной не более одной десятой длины волны, прорезанными параллельно излучающим сторонам антенны симметрично относительно точки питания, установленный на поддерживающих стойках, отличающаяся тем, что введены два полосковых дипольных излучателя, размещенных на стойках на расстоянии не более нескольких сотых длины волны от излучающего элемента. ! 2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что поддерживающие стойки установлены на пересечении диагоналей полосковых дипольных излучателей и пересечении диагоналей прямоугольников, образованных неизлучающими сторонами излучающего элемента и продолжением внешней кромки щели, причем габаритные размеры полосковых дипольных излучателей приблизительно равны размерам прямоугольников.
Description
Полезная модель относится к антенной технике и предназначена для использования в аппаратуре связи в качестве одиночного широкополосного излучателя и как элемент низкопрофильной антенной решетки.
Известно большое количество способов расширения полосы рабочих частот микрополосковых антенн. К ним относятся:
- добавление в конструкцию антенны связанных с основной пластиной как активных, так и пассивных излучающих элементов, располагающихся в одной плоскости с излучателем;
- использование логопериодических структур излучающих элементов;
- применение излучателей с щелью сложной формы;
- применение согласующих элементов (как правило, простой геометрической конфигурации) между зондом и излучателем;
- многослойных (многоэтажных) структур;
усечение симметричной части излучающего элемента. Недостатками этих способов являются:
- увеличение размеров антенны в плоскости экрана;
- нестабильность положения фазового центра антенны с изменением частоты;
усложнение конструкции, а, следовательно, рост ее стоимости;
снижение усиления антенны и искажение ее диаграммы направленности.
Известна антенна [патент США №3921177 Robert E. Munson]. Недостатками этой антенны являются узкая полоса рабочих частот и невысокое усиление, которое при использовании воздушной подложки не превышает 8 дБ.
Известна антенна [патент США №3972049 Cyril M. Kaloi], в которой питание посредством коаксиального кабеля подводится к точке, лежащей на линии, соединяющей середины противоположных сторон и совпадающей по направлению с вектором поляризации. Недостатками этой антенны являются узкая полоса рабочих частот и недостаточно высокое усиление, которое при использовании воздушной подложки не превышает 8 дБ.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является микрополосковая антенна [Wong K.-L. A broadband rectangular patch antenna with a pair of wide slits / K. L. Wong, W. H. Hsu // IEEE Trans. Antennas Prop.49, Sept. 2001. - pp.1345-1347], принятая за прототип.
Схема антенны-прототипа приведена на фиг.1, где обозначено:
1 - металлическая пластина;
2 - излучающий элемент;
3 - поддерживающие стойки;
4 - точка питания;
6 - коаксиальный кабель.
Антенна-прототип содержит металлическую пластину 1, выполняющую функции экрана, и излучающий элемент 2 с двумя щелями шириной не более одной десятой длины волны, прорезанными параллельно неизлучающим сторонам антенны симметрично относительно точки питания 4, к которой подсоединен коаксиальный кабель 6. Излучающий элемент 2 установлен на поддерживающих стойках 3, которые могут быть изготовлены из металла или диэлектрика.
Функционирование антенны-прототипа заключается в следующем.
Зазор между металлической пластиной 1 и излучающим элементом 2 обеспечивает образование диэлектрической воздушной подложки. Питание антенны осуществляется с помощью коаксиального кабеля 6 в точке 4, отстоящей примерно на треть длины антенны от ее неизлучающего края. Щели, прорезанные параллельно неизлучающим сторонам, вносят во входной импеданс емкостную составляющую, которая компенсирует индуктивный характер входного сопротивления, определяемый центральной жилой коаксиального кабеля 6.
Недостатками устройства-прототипа является небольшая полоса рабочих частот антенны и недостаточно высокое значение коэффициента
усиления (КУ).
Задача - расширение полосы рабочих частот антенны и повышение коэффициента усиления.
Для решения поставленной задачи в микрополосковой антенне, содержащей металлическую пластину, излучающий элемент с двумя щелями шириной не более одной десятой длины волны, прорезанными параллельно излучающим сторонам антенны симметрично относительно точки питания, установленный на поддерживающих стойках, согласно полезной модели, введены два полосковых дипольных излучателя, размещенные на стойках на расстоянии не более нескольких сотых длины волны от излучающего элемента.
Схема предлагаемой антенны представлена на фиг.2, где обозначено:
1 - металлическая пластина;
2 - излучающий элемент;
3 - поддерживающие стойки;
4 - точка питания;
5 - полосковые дипольные излучатели;
6 - коаксиальный кабель.
Предлагаемая антенна содержит металлическую пластину 1, выполняющую функции экрана, излучающий элемент 2 с двумя щелями шириной не более одной десятой длины волны, прорезанными параллельно неизлучающим сторонам антенны симметрично относительно точки питания 4, к которой подсоединен коаксиальный кабель 6, а также два полосковых дипольных излучателя 5 шириной не более трех десятых длины волны, размещенных на стойках 3 на расстоянии не более нескольких сотых длины волны от металлической пластины 1. Излучающий элемент 2 установлен на стойках 3.
Поддерживающие стойки 3 размещены на пересечении диагоналей полосковых дипольных излучателей 5 и пересечении диагоналей прямоугольников, образованных неизлучающими сторонами излучающего элемента 2 и продолжением внешней кромки щели, причем габаритные размеры полосковых дипольных излучателей 5 приблизительно равны размерам прямоугольников. Функционирования предлагаемой антенны заключается в следующем. Зазор между металлической пластиной 1 и излучающим элементом 2, а также излучающим элементом 2 и полосковыми дипольными излучателями 5 обеспечивает образование диэлектрической воздушной подложки. Питание антенны осуществляется с помощью коаксиального кабеля 6 в точке 4, отстоящей примерно на треть длины антенны от ее неизлучающего края. Щели, прорезанные параллельно неизлучающим сторонам, вносят во входной импеданс емкостную составляющую, которая компенсирует индуктивный характер входного сопротивления, определяемый центральной жилой коаксиального кабеля 6. Полосковые дипольные излучатели 5 вносят дополнительную проводимость в требуемой полосе частот, позволяя согласовать антенну в широкой полосе частот и выровнять диаграмму направленности, при этом расстояние до излучающего элемента 2 выбирается таким образом, чтобы суммарный импеданс антенны был максимально близок к волновому сопротивлению коаксиального кабеля 6 в рабочей полосе частот. В плечах излучающего элемента 2 антенны, возбуждаются две моды тока, наличие которых приводит к расширению рабочей полосы частот по излучению, при этом на поверхности полосковых дипольных излучателей 5 также возбуждаются две моды тока, резонансные частоты которых несколько отличны от резонансных частот мод тока на поверхности излучающего элемента 2, что приводит к расширению полосы рабочих частот по сравнению с антенной-прототипом.
Предлагаемая антенна может быть реализована, например, по технологии печатных плат.
На фиг.3 представлена частотная зависимость коэффициента стоячей волны (КСВ) антенны-прототипа и предлагаемой антенны от частоты, на фиг.4 - зависимость коэффициента усиления от частоты.
Моделирование работы антенны-прототипа и предлагаемой антенны показало, что при использовании воздуха в качестве диэлектрика достижимы следующие характеристики предлагаемой антенны:
1. Полоса рабочих частот антенны по уровню КСВ менее 1,7 и повышается на 30% от центральной частоты диапазона.
2. Габаритные размеры 0,4×0,44×0,15 длины волны на центральной частоте.
3. Усиление антенны в полосе частот достигает 9 дБ.
Сопоставительный анализ заявляемой антенны с антенной-прототипом показывает, что предлагаемое техническое решение существенно отличается от прототипа, так как позволяет повысить усиление антенны и расширить полосу ее рабочих частот.
Дополнительный эффект от предлагаемого технического решения заключается в выравнивании формы диаграммы направленности антенны. Это происходит из-за того, что полосковые дипольные излучатели являются симметричными.
Таким образом, предлагаемая микрополосковая антенна за счет оптимального выбора высоты размещения полосковых дипольных излучателей обеспечивает увеличение полосы рабочих частот и повышение ее коэффициента усиления, а также выравнивание формы диаграммы направленности.
Claims (2)
1. Микрополосковая антенна, содержащая металлическую пластину, излучающий элемент с двумя щелями шириной не более одной десятой длины волны, прорезанными параллельно излучающим сторонам антенны симметрично относительно точки питания, установленный на поддерживающих стойках, отличающаяся тем, что введены два полосковых дипольных излучателя, размещенных на стойках на расстоянии не более нескольких сотых длины волны от излучающего элемента.
2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что поддерживающие стойки установлены на пересечении диагоналей полосковых дипольных излучателей и пересечении диагоналей прямоугольников, образованных неизлучающими сторонами излучающего элемента и продолжением внешней кромки щели, причем габаритные размеры полосковых дипольных излучателей приблизительно равны размерам прямоугольников.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011147863/07U RU116696U1 (ru) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | Микрополосковая антенна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011147863/07U RU116696U1 (ru) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | Микрополосковая антенна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU116696U1 true RU116696U1 (ru) | 2012-05-27 |
Family
ID=46232229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011147863/07U RU116696U1 (ru) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | Микрополосковая антенна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU116696U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768088C1 (ru) * | 2021-07-12 | 2022-03-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Резонансная микрополосковая антенна (варианты) и способ ее возбуждения |
-
2011
- 2011-11-24 RU RU2011147863/07U patent/RU116696U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768088C1 (ru) * | 2021-07-12 | 2022-03-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Резонансная микрополосковая антенна (варианты) и способ ее возбуждения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7212161B2 (en) | Low-profile embedded antenna architectures for wireless devices | |
Ghosh et al. | Miniaturization of slot antennas using slit and strip loading | |
US9431712B2 (en) | Electrically-small, low-profile, ultra-wideband antenna | |
US8779985B2 (en) | Dual radiator monopole antenna | |
US20060033666A1 (en) | Antenna assembly having parasitic element for encreasing antenna gain | |
US20050243006A1 (en) | Dual-band antenna with low profile | |
KR100616545B1 (ko) | 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나 | |
CN109546354A (zh) | 一种基于介质谐振器的磁偶极子八木天线 | |
CN110190381B (zh) | 一种基于差分馈电技术的低剖面宽带微带天线 | |
CN106486741B (zh) | 一种空气贴片微带天线 | |
CN110380205B (zh) | 一种基于多谐振模式的pifa | |
Oraizi et al. | Combined fractal geometries for the design of wide band microstrip antennas with circular polarization | |
US7567210B2 (en) | Small size ultra-wideband antenna | |
Wang et al. | A miniature tri-band RFID reader antenna with high gain for portable devices | |
WO2003096477A1 (en) | Broadband suspended plate antenna with multi-point feed | |
Zuo et al. | A coupling‐fed multiband antenna for WLAN/WiMAX applications | |
Vadlamudi et al. | Very Low Profile, Wideband, Dual polarized Massive MIMO Antenna Element with High Isolation for 5G Base Station Applications | |
RU116696U1 (ru) | Микрополосковая антенна | |
Bonthu et al. | An investigation of multiband triangular microstrip patch antenna using DGS | |
JP2005537745A (ja) | 平面型逆fアンテナ用放射体及びそれを用いた平面型逆fアンテナ | |
CN101707284B (zh) | 一种用于射频前端系统的ltcc电小集成天线 | |
Chatterjee et al. | Dual-band miniaturized planar inverted F-antenna for WLAN and 5G application | |
CN103094716B (zh) | 辐射波束平行于接地面的小型天线阵列 | |
CN201741806U (zh) | 一种用于射频前端系统的ltcc电小集成天线 | |
Khan et al. | A notched chamfered rectangular dielectric resonator antenna array for wireless applications |