RU219006U1 - Компактная антенна для спутниковых систем связи - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к радиотехнике и технике сверхвысоких частот (СВЧ), а именно к антеннам. Полезная модель предназначена для приёма и передачи СВЧ-сигналов спутниковой системы связи в составе абонентского терминала. Антенна для приёма и передачи СВЧ-сигналов спутниковой системы связи состоит из коаксиального кабеля с разъёмом на конце, четыре печатных плат. Печатные проводники на двух основных печатных платах образуют антенны типа IFA. Нижняя печатная плата образует место возбуждения обоих излучающих элементов основных печатных плат. При этом печатные платы образуют каркас антенны за счёт наличия вспомогательных площадок для пайки и взаимных фрезеровок печатных плат. Технический результат состоит в упрощении сборки и монтажа. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и технике сверхвысоких частот (далее по тексту – СВЧ), а именно к антеннам. Полезная модель предназначена для приёма и передачи СВЧ-сигналов спутниковой системы связи в составе абонентского терминала.

Актуальной задачей является уменьшение размеров, стоимости и упрощение монтажа антенны.

Известны различные антенны типа IFA (inverted F antenna), представленные в патентах US7612724B2, US12366714A1, US15088187A1 и другие. В основном в них описаны стандартные антенны типа IFA, где элементы антенны расположены на печатной плате. Все рассмотренные варианты антенн обычно меньше, чем печатная плата, на которой расположена антенна, что обеспечивает большой отражательный слой для антенны в длинах волн, без которого антенна работать не сможет.

Известна конструкция совмещенной квадрифилярной антенны по патенту US14595267B2 [«US20160204512 - DUAL-BAND INVERTED-F ANTENNA WITH MULTIPLE WAVE TRAPS FOR WIRELESS ELECTRONIC DEVICES», SonyCorp., 13.01.2015]. Предложенный вариант построения антенны обладает преимуществами перед классическими антеннами типа IFA за счёт применения нескольких резонансных ловушек и нескольких излучающих элементов. Работа на нескольких частотах достигается за счёт применения излучателей разной длины, соединенных в точке запитки.

Принято за прототип.

К недостаткам прототипа относятся

необходимость применения специальных ловушек, увеличивающих размер антенны в целом;

излучающие элементы взаимосвязаны и не могут быть настроены по отдельности.

Полезная модель не обладает данными недостатками.

Подробное описание полезной модели:

Заявляемая полезная модель компактной двухчастотной антенны отличается простотой сборки и монтажа. Указанный результат достигается за счёт применения фольгированного стеклотекстолита, и за счёт сборки антенны из линейных и плоских элементов – печатных плат с топологией, которая и является элементом антенны. Печатные платы также образуют каркас антенны, а сборка и монтаж производятся за счёт наличия вспомогательных площадок для пайки и взаимных фрезеровок плат.

Принцип работы антенны не отличается от антенн типа IFA, запитываемых от одного коаксиального кабеля в одной общей точке и имеющих разные длины плеч на рабочих частотах.

Основным отличием полезной модели является достижение работы антенны без использования дополнительных излучающих элементов на частотах, отстоящих друг от друга на 25% относительно нижней частоты.

Новизна обеспечивается за счёт получения работоспособной антенны в компактном размере без дополнительных экранов и отражателей, сравнимых с длиной волны. Этот эффект достигается за счёт применения пассивного элемента топологии печатной платы антенны нижнего диапазона, который позволяет осуществить согласование излучающих элементов с малым отражателем или экраном. Что приводит к упрощению сборки и удешевлению конструкции.

Полезная модель поясняется рисунками:

на фиг.1 показана модель двухчастотной антенны в сборе;

на фиг.2 показаны элементы печатных плат, обеспечивающие простоту сборки.

На фиг. 1 приведена модель антенны, на которой видно, что все части антенны, кроме коаксиального кабеля являются печатными платами. На фиг.2 обозначены вспомогательные элементы конструкции, обеспечивающие простоту сборки и монтажа.

Достоинства вышеописанной конструкции:

Двухчастотная антенна из печатных плат позволяет обеспечить работу на двух частотах, отличающихся менее чем на 25% относительно нижней частоты. При этом такая антенна проста при сборке и монтаже, и обеспечивает диаграмму направленности близкую к аналогичным антеннам типа IFA, имеющим значительно больший размер отражателя или экрана.

Раскрытие и осуществление полезной модели

Первым существенным признаком, достаточным для достижения, указанного выше, технического результата, является применение печатных плат как для создания каркаса антенны, так и для обеспечения требуемых проводников, составляющих саму антенну с разнесенными излучателями верхнего и нижнего диапазона.

Вторым существенным признаком является наличие вспомогательных площадок для пайки и взаимных фрезеровок печатных плат.

Третьим существенным признаком является применение пассивного элемента топологии печатной платы для согласования антенны на рабочих частотах с отражателем малых размеров.

Работа двухчастотной антенны спутниковой системы связи:

На фиг.1 изображена модель антенны, состоящей из четырех печатных плат 1-4, коаксиального кабеля 5 и разъёма на конце кабеля 6. Две боковые торцевые печатные платы 3, 4 образуют горизонтальные элементы конструкции, при этом нижняя плата 3 образует место возбуждения обоих излучающих элементов. Две основные платы 1, 2 образуют топологии антенн типа IFA 7, 8, при этом на каждой из плат используется топология излучателя своего диапазона частот, что позволяет согласовать два резонанса рабочих полос даже на близкие частоты, отличающиеся менее чем на 25%.

Отдельным элементом для согласования излучающих элементов 7, 8 с экраном или отражателем 9 малых размеров в длинах волн является пассивный элемент топологии 10 печатной платы нижнего диапазона частот 1. Размер, геометрия и расположение согласующего элемента топологии 10 определяется исходя из значений рабочих частот и конкретного экрана или отражателя 9.

Сборка и монтаж антенны осуществляется за счёт наличия вспомогательных площадок для пайки и наличия взаимных фрезеровок плат на всех печатных платах. Пример одного из элементов взаимного крепления плат приведён на фиг. 2.

Claims (4)

1. Антенна для приёма и передачи СВЧ-сигналов спутниковой системы связи, состоящая из коаксиального кабеля с разъёмом на конце, четырех печатных плат, при этом печатные проводники на двух основных печатных платах образуют антенны типа IFA, отличающаяся тем, что нижняя печатная плата образует место возбуждения обоих излучающих элементов основных печатных плат, а печатные платы образуют каркас антенны за счёт наличия вспомогательных площадок для пайки и взаимных фрезеровок печатных плат.

2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что печатные платы состоят из фольгированного стеклотекстолита.

3. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что вспомогательные площадки для пайки являются печатными проводниками печатных плат и нанесены на все печатные платы.

4. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что на каждой из основных плат используется топология излучателя своего диапазона частот.

Images