RU196050U1

RU196050U1 - Modular walk through antenna cell

Info

Publication number: RU196050U1
Application number: RU2019131433U
Authority: RU
Inventors: Виталий Витальевич Кириллов; Павел Анатольевич Туральчук; Ирина Владимировна Мунина; Александр Павлович Веревкин
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2020-02-14

Abstract

Полезная модель относится к антенной технике и может быть использована в системах телекоммуникаций. Ячейка модульной проходной антенной решетки выполнена в виде печатной платы, на внешних сторонах крайних слоев 1 сформированы участки металлизации 2, являющиеся антеннами (фиг. 1). Печатная плата также содержит в себе внутренние слои 3 и соединительные слои 4, предназначенные для скрепления между собой крайних слоев 1 и внутренних слоев 3, как показано на фигуре 2. На внутренних сторонах крайних слоев 1 выполнены участки металлизации 5, образующие резонаторы, топология которых показана на фигуре 3, которые связывают антенны 2 бесконтактным способом, что позволяет расширить полосу пропускания ячейки проходной антенной решетки. Резонаторы 5 электрически соединены между собой металлизированным отверстием 6, а поверхности двух внутренних слоев, обращенные друг к другу, полностью металлизированы 7, за исключением участков, через которые проходит металлизированное отверстие 6. Техническим результатом является расширение полосы пропускания ячейки антенной решетки за счет нанесения на внутренние стороны внешних слоев металлизации, образующие резонаторы. 3 ил.The utility model relates to antenna technology and can be used in telecommunication systems. The cell modular passage antenna array is made in the form of a printed circuit board, on the outer sides of the extreme layers 1 metallized sections 2 are formed, which are antennas (Fig. 1). The printed circuit board also contains the inner layers 3 and the connecting layers 4, intended for bonding between the extreme layers 1 and the inner layers 3, as shown in figure 2. On the inner sides of the outer layers 1 there are metallized sections 5 forming resonators, the topology of which is shown in figure 3, which connect the antenna 2 in a non-contact manner, which allows you to expand the bandwidth of the cell passage antenna array. The resonators 5 are electrically interconnected by a metallized hole 6, and the surfaces of the two inner layers facing each other are completely metallized 7, with the exception of the areas through which the metallized hole 6 passes. The technical result is to expand the bandwidth of the antenna array cell by applying to the internal sides of the outer metallization layers forming the resonators. 3 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к антенной технике и может быть использована в системах телекоммуникаций.The proposed utility model relates to antenna technology and can be used in telecommunication systems.

Из существующего уровня техники известны варианты реализации ячеек проходных антенных решеток, к примеру, ячейка проходной антенной решетки, состоящая из двух слоев, включающих в себя антенны и проходное соединительное отверстие (ЕР 2656438 В1). Однако такая ячейка является сложно реализуемой, поскольку отсутствует связующий слой, используемый для скрепления между собой основных слоев, которые необходимы для реализации ячейки по технологии производства печатных плат.From the existing level of technology, there are known options for the implementation of cells of passage antenna arrays, for example, a passage antenna cell, consisting of two layers, including antennas and a passage connecting hole (EP 2656438 B1). However, such a cell is difficult to implement, since there is no bonding layer used for bonding together the main layers, which are necessary for the implementation of the cell using printed circuit board manufacturing technology.

Наиболее близким аналогом является ячейка проходной антенной решетки, в которой содержатся необходимые соединительные слои для ее изготовления (US 9941592 B2). Данная ячейка содержит плату, выполненную из слоев, соединенных соединительным слоем. На внешних сторонах крайних слоев сформированы участки металлизации, являющиеся антеннами. Внутренняя сторона одного крайнего слоя полностью металлизирована за исключением участка, через который проходит металлизированное отверстие.The closest analogue is the cell through antenna array, which contains the necessary connecting layers for its manufacture (US 9941592 B2). This cell contains a board made of layers connected by a connecting layer. On the outer sides of the extreme layers, metallization sections are formed, which are antennas. The inner side of one extreme layer is completely metallized with the exception of the area through which the metallized hole passes.

Недостатком данного прототипа является соединение антенн сквозным металлизированным отверстием, которое ограничивает полосу пропускания ячейки. Возможность ее подстройки зависит от длины, диаметра металлизированного отверстия и зазора между отверстием и металлизацией, но технология производства печатных плат накладывает ограничения на возможность изменения полосы пропускания.The disadvantage of this prototype is the connection of the antennas through a metallized hole, which limits the bandwidth of the cell. The possibility of its adjustment depends on the length, diameter of the metallized hole and the gap between the hole and metallization, but the technology for the production of printed circuit boards imposes restrictions on the possibility of changing the bandwidth.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является расширение полосы пропускания ячейки проходной антенной решетки.The task to which the proposed technical solution is directed is to expand the bandwidth of the cell of the antenna array through passage.

Для решения поставленной задачи ячейка модульной проходной антенной решетки так же, как и известное решение, содержит плату, выполненную из нескольких слоев, разделенных соединительными слоями, на внешних сторонах крайних слоев которой сформированы участки металлизации, являющиеся антеннами. Но, в отличие от известной ячейки, у предлагаемой ячейки проходной антенной решетки на внутренних сторонах крайних слоев выполнены участки металлизации, образующие резонаторы, перекрывающиеся проекцией антенны, электрически соединенные металлизированным отверстием. Причем поверхности двух внутренних слоев, обращенные друг к другу, полностью металлизированы, за исключением участков, через которые проходит металлизированное отверстие.To solve this problem, the cell of the modular antenna array, as well as the known solution, contains a board made of several layers separated by connecting layers, on the outer sides of the extreme layers of which metallization sections are formed, which are antennas. But, unlike the known cell, the proposed cell has an antenna array on the inner sides of the extreme layers with metallization sections forming resonators that overlap with the antenna projection and are electrically connected by a metallized hole. Moreover, the surfaces of the two inner layers facing each other are completely metallized, with the exception of the areas through which the metallized hole passes.

Достигаемым техническим результатом является расширение полосы пропускания ячейки антенной решетки за счет нанесения на внутренние стороны внешних слоев металлизации, образующую резонаторы.Achievable technical result is the expansion of the passband of the cell antenna array due to the deposition on the inner sides of the outer layers of metallization, forming resonators.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан вид ячейки спереди, на фиг. 2 показано сечение ячейки, на фиг. 3 показана металлизация на внутренней стороне крайнего слоя.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a front view of a cell; FIG. 2 shows a section of a cell; FIG. 3 shows metallization on the inner side of the outermost layer.

Ячейка модульной проходной антенной решетки выполнена в виде печатной платы, на внешних сторонах крайних слоев 1 сформированы участки металлизации 2, являющиеся антеннами (фиг. 1). Печатная плата также содержит в себе внутренние слои 3 и соединительные слои 4, предназначенные для скрепления между собой крайних слоев 1 и внутренних слоев 3, как показано на фигуре 2. На внутренних сторонах крайних слоев 1 выполнены участки металлизации 5, образующие резонаторы, топология которых показана на фигуре 3, которые связывают антенны 2 бесконтактным способом, что позволяет расширить полосу пропускания ячейки проходной антенной решетки. Резонаторы 5 электрически соединены между собой металлизированным отверстием 6, а поверхности двух внутренних слоев, обращенные друг к другу, полностью металлизированы 7, за исключением участков, через которые проходит металлизированное отверстие 6.The cell modular passage antenna array is made in the form of a printed circuit board, on the outer sides of the extreme layers 1, metallization sections 2 are formed, which are antennas (Fig. 1). The printed circuit board also contains the inner layers 3 and the connecting layers 4, intended for bonding between the extreme layers 1 and the inner layers 3, as shown in figure 2. On the inner sides of the outer layers 1 there are metallized sections 5 forming resonators, the topology of which is shown figure 3, which connect the antenna 2 in a non-contact manner, which allows you to expand the bandwidth of the cell passage antenna array. The resonators 5 are electrically interconnected by a metallized hole 6, and the surfaces of the two inner layers facing each other are completely metallized 7, with the exception of the areas through which the metallized hole 6 passes.

Ячейка является проходной структурой для падающей на нее электромагнитной волны. Падающая на одну из сторон ячейки электромагнитная волна возбуждает токи в антенне. Под антенной, в том месте, где плотность тока максимальна, расположен резонатор с открытым концом, который благодаря индуктивной связи возбуждается токами, текущими в антенне. Связь антенн бесконтактным способом, за счет резонатора, позволяет изменять глубину связи путем размещения резонатора под проекцией антенны и изменения размеров резонаторов, что позволяет увеличить ширину рабочей полосы частот. Ширина микрополоска антенны и резонатора связи были оптимизированы для максимальной ширины полосы пропускания ячейки. Два резонатора соединены друг с другом сквозным отверстием, таким образом осуществляется передача электромагнитной энергии на другую сторону ячейки. Антенна на другой стороне возбуждается вторым резонатором и излучает электромагнитную волну в свободное пространство.A cell is a passage structure for an electromagnetic wave incident on it. An electromagnetic wave incident on one side of the cell excites currents in the antenna. Under the antenna, in the place where the current density is maximum, there is a resonator with an open end, which due to inductive coupling is excited by currents flowing in the antenna. Communication of the antennas in a non-contact way, due to the resonator, allows you to change the communication depth by placing the resonator under the antenna projection and resizing the resonators, which allows to increase the width of the working frequency band. The microstrip widths of the antenna and coupling resonator have been optimized for maximum cell bandwidth. Two resonators are connected to each other through a hole, thus transmitting electromagnetic energy to the other side of the cell. The antenna on the other side is excited by a second resonator and emits an electromagnetic wave into free space.

Описание конструкции ячейки модульной проходной антенной решетки и ее работы доказывает достижение технического результата путем создания бесконтактной связи между антеннами за счет резонатора.The description of the cell design of the modular pass-through antenna array and its operation proves the achievement of the technical result by creating contactless communication between the antennas due to the resonator.

Claims

A cell of a modular passage antenna array containing a board made of several layers separated by connecting layers, metallization sections are formed on the outer sides of the extreme layers, which are antennas, characterized in that metallization sections are formed on the inner sides of the extreme layers, forming resonators overlapping by the antenna projection, electrically connected by a metallized hole, and the surfaces of the two inner layers facing each other are completely metallized, with the exception of Cove, through which the metallized hole.