RU170118U1 - Hodin Radiator - Google Patents

Hodin Radiator Download PDF

Info

Publication number
RU170118U1
RU170118U1 RU2016109450U RU2016109450U RU170118U1 RU 170118 U1 RU170118 U1 RU 170118U1 RU 2016109450 U RU2016109450 U RU 2016109450U RU 2016109450 U RU2016109450 U RU 2016109450U RU 170118 U1 RU170118 U1 RU 170118U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vacuum
impedance
real part
constant
less
Prior art date
Application number
RU2016109450U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Сергеевич Годин
Константин Николаевич Климов
Original Assignee
Андрей Сергеевич Годин
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 Андрей Сергеевич Годин filed Critical Андрей Сергеевич Годин
Priority to RU2016109450U priority Critical patent/RU170118U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU170118U1 publication Critical patent/RU170118U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к антенной технике. Излучатель на проводящей плоскости характеризуется тем, что антенный излучатель помещен в полушар из материала, импеданс (волновое сопротивление) которого согласован с импедансом (волновым сопротивлением) вакуума. Радиус полушара из импедансносогласованного с вакуумом материала составляет менее 1/12 рабочей длины волны в вакууме, при этом импедансносогласованный материал, который окружает излучатель, должен обладать следующими свойствами: отношение действительной части относительной диэлектрической проницаемости к действительной части относительной магнитной проницаемости больше 1/2 и меньше 2; тангенсы диэлектрических и магнитных потерь менее 0.1; действительная часть относительной диэлектрической проницаемости в Е раз больше диэлектрической проницаемости вакуума, действительная часть относительной магнитной проницаемости в М раз больше магнитной проницаемости вакуума. Технический результат заключается в обеспечении возможности уменьшения рабочего диапазона часто существующих излучателей без изменения их габаритных размеров. 2 ил.The utility model relates to antenna technology. A radiator on a conducting plane is characterized in that the antenna radiator is placed in a hemisphere of material whose impedance (wave impedance) is matched to the vacuum impedance (wave impedance). The hemisphere radius of the material impedance-matched with vacuum is less than 1/12 of the working wavelength in vacuum, while the impedance-matched material that surrounds the emitter must have the following properties: the ratio of the real part of the relative dielectric constant to the real part of the relative magnetic permeability is more than 1/2 and less 2; dielectric and magnetic loss tangents less than 0.1; the real part of the relative dielectric constant is E times greater than the dielectric constant of the vacuum, the real part of the relative magnetic constant is M times greater than the magnetic constant of the vacuum. The technical result consists in providing the possibility of reducing the operating range of frequently existing emitters without changing their overall dimensions. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к антенной технике и может быть использована в качестве антенны радиолокационной или связной системы.The utility model relates to antenna technology and can be used as an antenna of a radar or communication system.

Из предшествующего уровня техники известны излучатели, в которых для уменьшения габаритов используется магнитодиэлектрические материалы (Патент США №7573431, 2009, Broadband polarized antenna including magnetodielectric material, isoimpedance loading, and associated methods, Francis Eugene Parsche).Emitters are known in the prior art that use magnetodielectric materials to reduce size (US Pat. No. 7,534,331, 2009, Broadband polarized antenna including magnetodielectric material, isoimpedance loading, and associated methods, Francis Eugene Parsche).

Магнитодиэлектрические материалы используются для уменьшения рабочей частоты для уже существующих патчевых излучателей (Kevin Buell, Development of engineered magnetic materials for antenna applications, dissertation of Ph. D, University of Michigan, USA, 2005; Antti Karilainen, Magnetic materials and responses in antenna applications, Doctoral dissertations, Aalto University, Finland, 2012).Magnetodielectric materials are used to reduce the operating frequency for existing patch emitters (Kevin Buell, Development of engineered magnetic materials for antenna applications, dissertation of Ph. D, University of Michigan, USA, 2005; Antti Karilainen, Magnetic materials and responses in antenna applications, Doctoral dissertations, Aalto University, Finland, 2012).

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является уменьшение рабочего диапазона частот уже существующих излучателей на проводящей плоскостью без изменения их габаритных размеров.The technical result, the achievement of which the proposed utility model is aimed at, is to reduce the operating frequency range of already existing emitters on the conducting plane without changing their overall dimensions.

Данный технический результат достигается за счет того, что излучатель на проводящей плоскости помещается в полушар из магнитодиэлектрического материала, у которого действительная часть относительной диэлектрической проницаемости в Е раз больше диэлектрической проницаемости вакуума, действительная часть относительной магнитной проницаемости в М раз больше магнитной проницаемости вакуума. При этом длина волны для заданной частоты в выбранном материале уменьшается в

Figure 00000001
раз, поэтому в соответствии с принципом электродинамического подобия (Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. М.: Энергия, 1975 г. С. 528) входные импедансы и характеристики направленности выбранной антенны в вакууме на частоте ƒ и той же самой антенны в выбранном магнитодиэлектрическом материале на частоте
Figure 00000002
будут совпадать.This technical result is achieved due to the fact that the emitter on the conductive plane is placed in a hemisphere of magnetodielectric material, in which the real part of the relative dielectric constant is E times the dielectric constant of the vacuum, the real part of the relative magnetic permeability is M times the magnetic permeability of the vacuum. In this case, the wavelength for a given frequency in the selected material decreases in
Figure 00000001
times, therefore, in accordance with the principle of electrodynamic similarity (Markov G.T., Sazonov D.M. Antennas. M: Energy, 1975, S. 528), the input impedances and directivity characteristics of the selected antenna in vacuum at a frequency of ƒ and the same the antenna itself in the selected magnetodielectric material at a frequency
Figure 00000002
will match.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является уменьшение диапазона рабочих частот в

Figure 00000001
раз без изменения габаритов исходного излучателя.The technical result provided by the given set of features is to reduce the range of operating frequencies in
Figure 00000001
times without changing the dimensions of the original emitter.

Генератор (1) с помощью проводников (2) подсоединяется ко входу излучателя (3) (фиг. 1). Излучатель (3) на проводящей плоскости (4) имеет диапазон рабочих частот ƒ0±Δƒ и габариты a×b×с (фиг. 1). Излучатель (3) на проводящей плоскости (4) может представлять собой любой известный тип антенного излучателя: вибраторный, щелевой, рупорный, зеркальный, спиральный, Вивальди и т.д.The generator (1) using the conductors (2) is connected to the input of the emitter (3) (Fig. 1). The emitter (3) on the conducting plane (4) has a range of operating frequencies ƒ 0 ± Δƒ and dimensions a × b × s (Fig. 1). The emitter (3) on the conducting plane (4) can be any known type of antenna emitter: vibrator, slotted, horn, mirror, spiral, Vivaldi, etc.

Выбранный исходный излучатель (3) на проводящей плоскости (4), запитываемый с помощью проводников (2) и генератором (1), с габаритными размерами a×b×c помещается в полушар (5) из магнитодиэлектрического материала радиуса R (фиг. 2). Радиус полушара из магнитодиэлектрического с вакуумом материала составляет менее 1/12 рабочей длины волны в вакууме. Согласно принципу электродинамического подобия диапазон рабочих частот, который определяется входным импедансом и характеристикой направленности изображенного на фиг. 2 излучателя, составит

Figure 00000003
.The selected source emitter (3) on the conducting plane (4), fed by means of conductors (2) and a generator (1), with overall dimensions a × b × c, is placed in a hemisphere (5) from a magnetodielectric material of radius R (Fig. 2) . The hemisphere radius of the magnetodielectric material with vacuum is less than 1/12 of the working wavelength in vacuum. According to the principle of electrodynamic similarity, the range of operating frequencies, which is determined by the input impedance and the directivity characteristic shown in FIG. 2 emitters
Figure 00000003
.

Для того чтобы не иметь значительного отражения на границе магнитодиэлектрический материал - вакуум, магнитодиэлектрический материал должен обладать следующим свойством: отношение действительной части относительной диэлектрической проницаемости к действительной части относительной магнитной проницаемости больше 1/2 и меньше 2. При соблюдении такого условия коэффициент стоячей волны (КСВ) от границы магнитодиэлектрический материал - вакуум не будет превышать

Figure 00000004
.In order not to have significant reflection at the boundary of the magnetodielectric material - vacuum, the magnetodielectric material must have the following property: the ratio of the real part of the relative dielectric constant to the real part of the relative magnetic constant is more than 1/2 and less than 2. Under this condition, the standing wave coefficient (SWR) ) from the boundary of the magnetodielectric material - the vacuum will not exceed
Figure 00000004
.

Для обеспечения малых потерь в магнитодиэлектрическом материале значения тангенсов диэлектрических и магнитных потерь не должны превышать 0.1.To ensure small losses in the magnetodielectric material, the values of the dielectric and magnetic loss tangents should not exceed 0.1.

Для того чтобы излучатель на проводящей плоскостью мог возбуждать в вакууме распространяющиеся сферические волны, его диаметр D должен составлять не менее длины волны в вакууме λ, деленной на 2⋅π. Поскольку необходимо обеспечить работу антенны для самой нижней частоты рабочего диапазона, а радиус этого полушара из магнитодиэлектрического материала R=D/2, то значение R определяется исходя из следующего соотношения:In order for an emitter on a conducting plane to be able to excite propagating spherical waves in a vacuum, its diameter D must be at least the wavelength in vacuum λ divided by 2⋅π. Since it is necessary to ensure the operation of the antenna for the lowest frequency of the operating range, and the radius of this hemisphere of magnetodielectric material is R = D / 2, the value of R is determined based on the following ratio:

Figure 00000005
Figure 00000005

где с - скорость света в вакууме.where c is the speed of light in vacuum.

Таким образом, достигается технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, - уменьшение диапазона рабочих частот в

Figure 00000001
раз без изменения габаритов исходного излучателя на проводящей плоскости.Thus, a technical result is achieved, which is provided by the given set of features, namely, a decrease in the operating frequency
Figure 00000001
times without changing the dimensions of the source emitter on the conducting plane.

Claims (4)

Излучатель на проводящей плоскости, характеризующийся тем, что антенный излучатель помещен в полушар из материала, импеданс (волновое сопротивление) которого согласован с импедансом (волновым сопротивлением) вакуума, отличающийся тем, что радиус полушара из импедансносогласованного с вакуумом материала составляет менее 1/12 рабочей длины волны в вакууме, при этом импедансносогласованный материал, который окружает излучатель, должен обладать следующими свойствами:A radiator on a conducting plane, characterized in that the antenna radiator is placed in a hemisphere of material whose impedance (wave impedance) is consistent with the impedance (wave impedance) of the vacuum, characterized in that the radius of the hemisphere of the impedance-matched material with vacuum is less than 1/12 of the working length waves in a vacuum, while the impedance-consistent material that surrounds the emitter should have the following properties: 1) отношение действительной части относительной диэлектрической проницаемости к действительной части относительной магнитной проницаемости больше 1/2 и меньше 2;1) the ratio of the real part of the relative dielectric constant to the real part of the relative magnetic constant is greater than 1/2 and less than 2; 2) тангенсы диэлектрических и магнитных потерь менее 0.1;2) dielectric and magnetic loss tangents less than 0.1; 3) действительная часть относительной диэлектрической проницаемости в Е раз больше диэлектрической проницаемости вакуума, действительная часть относительной магнитной проницаемости в М раз больше магнитной проницаемости вакуума.3) the real part of the relative dielectric constant is E times greater than the dielectric constant of the vacuum, the real part of the relative magnetic constant is M times greater than the magnetic constant of the vacuum.
RU2016109450U 2016-03-16 2016-03-16 Hodin Radiator RU170118U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109450U RU170118U1 (en) 2016-03-16 2016-03-16 Hodin Radiator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109450U RU170118U1 (en) 2016-03-16 2016-03-16 Hodin Radiator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU170118U1 true RU170118U1 (en) 2017-04-14

Family

ID=58641589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016109450U RU170118U1 (en) 2016-03-16 2016-03-16 Hodin Radiator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU170118U1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6441771B1 (en) * 1989-06-01 2002-08-27 Eastman Kodak Company Thin film magnetodielectric for absorption of a broad band of electromagnetic waves
RU2293406C2 (en) * 2005-04-18 2007-02-10 ФГУП "Центральное конструкторское бюро автоматики" Antenna element and its manufacturing process
US20070188397A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-16 Harris Corporation Broadband polarized antenna including magnetodielectric material, isoimpedance loading, and associated methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6441771B1 (en) * 1989-06-01 2002-08-27 Eastman Kodak Company Thin film magnetodielectric for absorption of a broad band of electromagnetic waves
RU2293406C2 (en) * 2005-04-18 2007-02-10 ФГУП "Центральное конструкторское бюро автоматики" Antenna element and its manufacturing process
US20070188397A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-16 Harris Corporation Broadband polarized antenna including magnetodielectric material, isoimpedance loading, and associated methods
US7573431B2 (en) * 2006-02-13 2009-08-11 Harris Corporation Broadband polarized antenna including magnetodielectric material, isoimpedance loading, and associated methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Islam et al. Microwave breast phantom measurement system with compact side slotted directional antenna
Palaniswamy et al. Super wideband printed monopole antenna for ultra wideband applications
Hassan et al. Patch and ground plane design of microstrip antennas by material distribution topology optimization
Ramasamy Design and analysis of multiband bloom shaped patch antenna for IoT applications
RU170118U1 (en) Hodin Radiator
Breinbjerg et al. On the accuracy of Friis' transmission formula at short range
Li et al. Multi-band characteristic of open sleeve antenna
RU169311U1 (en) CLIMATE RADIATOR
RU68188U1 (en) MICROWAVE ANTENNA
Yamamoto et al. Design of a leaf-shaped bowtie slot antenna electromagnetically fed by a microstrip line
Yamamoto et al. Design of quasi-millimeter wave leaf-shaped bowtie array antenna for UWB applications
Sivashanmugavalli et al. Performance measures of Vivaldi antenna with parasitic elements
Mir et al. Broadband circular polarized cross bow tie antenna for terahertz range
US2635189A (en) Wave guide antenna with bisectional radiator
Yukhanov et al. Numerical and experimental studies of multimode waveguide Van-Atta array
Ullah et al. A 3D directive microwave antenna for biomedical imaging application
Wang et al. Microwave breast imaging sensor using compact and directive antenna with fixed mainbeam direction
Konno et al. Reflectarray design by induced electromotive force method
Moussakhani et al. High-efficiency TEM horn antenna for ultra-wide band microwave tissue imaging
Islam et al. Omni-directional microstrip monopole antenna for UWB microwave imaging system
AbdelHafeez et al. Design of 6 GHz high efficiency long range wireless power transfer system using offset reflectors fed by conical horns
Sahu et al. Performance of modified Rectangular DRA and Its array for X-band application
US2599705A (en) Short wave antenna
Qiu et al. Research and design on ultra-wideband dielectric hemispheric lens loaded quad-ridged horn antenna
Srishti et al. Design and Analysis of MSPA using FR-4 Epoxy Dielectric for Wireless Broadband Application

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190317