RU2359376C1 - Corner antenna - Google Patents
Corner antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359376C1 RU2359376C1 RU2008100279/09A RU2008100279A RU2359376C1 RU 2359376 C1 RU2359376 C1 RU 2359376C1 RU 2008100279/09 A RU2008100279/09 A RU 2008100279/09A RU 2008100279 A RU2008100279 A RU 2008100279A RU 2359376 C1 RU2359376 C1 RU 2359376C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- emitters
- antenna
- panel antenna
- radiators
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к панельным антеннам, в том числе к панельным антенным решеткам для сотовых систем связи, предназначенным как для передачи, так и приема радиосигналов.The invention relates to the field of radio engineering, in particular to panel antennas, including panel antenna arrays for cellular communication systems, intended for both transmission and reception of radio signals.
Известны панельные антенны, содержащие линейно расположенные излучатели в виде металлической рамки со щелью одноименной (линейной) поляризации и отражатель, например RU 2273079, H01Q 21/08, опубликовано 27.03.2006 г.Known panel antennas containing linearly arranged emitters in the form of a metal frame with a slit of the same (linear) polarization and a reflector, for example RU 2273079, H01Q 21/08, published 03/27/2006
Известны также панельные антенны, содержащие крестообразно соединенные излучатели ортогональной поляризации, расположенные вдоль продольной оси антенны, и отражатель, например RU 2225663, H01Q 1/38, опубликовано 10.03.2004 г.Panel antennas are also known, containing crosswise connected orthogonal polarization emitters located along the longitudinal axis of the antenna, and a reflector, for example, RU 2225663,
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в обеспечении антенны, работающей на двух ортогональных поляризациях, имеющей характеристики приема и передачи, необходимые для сотовых систем связи, в частности требуемую форму диаграммы направленности, требуемый уровень развязки между каналами, при уменьшении КСВН каждого из двух входов антенн, и являющейся экономичной в изготовлении.The problem to which the present invention is directed is to provide an antenna operating on two orthogonal polarizations, having the reception and transmission characteristics necessary for cellular communication systems, in particular, the desired radiation pattern, the required level of isolation between channels, while reducing the VSWR of each of two antenna inputs, and being economical to manufacture.
Решение указанной задачи представляет собой антенну, включающую, по меньшей мере, одну плату (либо несколько плат) из диэлектрического материала с двумя ортогонально расположенными печатными излучателями, составляющими по форме «мальтийский крест» (термин "мальтийский крест" известен также под названием "восьмиконечный крест", так как образован соединением четырех копий. Источник: Фоли Дж. Энциклопедия знаков и символов. М., 1997). Электрически два излучателя представляют собой единый элемент (по постоянному току оба излучателя замкнуты друг на друга). Это обеспечивает нулевое сопротивление по постоянному току в каждом из каналов. Элементы крепления платы излучателей (столбики и внешние металлические оплетки кабелей) одновременно являются развязывающими устройствами двух ортогональных каналов, что существенно упрощает конструкцию панельной антенны.The solution to this problem is an antenna that includes at least one board (or several boards) made of dielectric material with two orthogonally located printed emitters, comprising the shape of the "Maltese cross" (the term "Maltese cross" is also known as the "eight-pointed cross ", as formed by the combination of four copies. Source: Foley J. Encyclopedia of Signs and Symbols. M., 1997). Electrically, two emitters are a single element (in direct current, both emitters are closed to each other). This provides zero DC resistance in each channel. The fastening elements of the emitter board (posts and external metal sheaths of cables) are simultaneously decoupling devices of two orthogonal channels, which greatly simplifies the design of the panel antenna.
Питание двух крестообразно расположенных излучателей производится двумя питающими коаксиальными кабелями через две перемычки из металла, расположенными параллельно плоскости платы и перпендикулярно друг другу.The power supply of two cross-shaped emitters is made by two supply coaxial cables through two metal jumpers located parallel to the board plane and perpendicular to each other.
Крепление платы на отражателе осуществляется на двух столбиках из металла и двух внешних металлических оплетках высокочастотного кабеля. Столбики из металла и две внешние металлические оплетки кабеля электрически соединяются с отражателем и печатными излучателями и одновременно являются развязывающими элементами двух каналов (+45° и -45°). В случае использования нескольких плат излучателей перемычки устанавливаются с чередованием их разворота на 180° (например: для канала первой платы (+45°) изгиб сверху, для канала второй платы (+45°) изгиб снизу и т.д.). Конструкции обоих перемычек одинаковы. Чередование разворота перемычек позволяет снизить КСВН и обеспечить одинаковые зависимости КСВН в каждом из каналов.The board is mounted on the reflector on two metal posts and two external metal braids of the high-frequency cable. The metal posts and two external metal braids of the cable are electrically connected to the reflector and the printed emitters and at the same time are decoupling elements of the two channels (+ 45 ° and -45 °). In the case of using several emitter boards, jumpers are installed alternating 180 ° (for example: for the channel of the first board (+ 45 °), bend from the top, for the channel of the second board (+ 45 °) bend from the bottom, etc.). The designs of both jumpers are the same. The alternation of the jumper turns allows you to reduce the VSWR and ensure the same dependence of the VSWR in each channel.
Антенна содержит два и более излучателя с одинаковой поляризацией, плоскости которых расположены вдоль продольной оси антенны, или, по меньшей мере, одну пару крестообразно соединенных излучателей, плоскости которых пересекаются под углом 90°. Это позволяет обеспечить функционирование двух приемно-передающих каналов с ортогональной поляризацией ±45° относительно продольной оси антенны.The antenna contains two or more emitters with the same polarization, the planes of which are located along the longitudinal axis of the antenna, or at least one pair of crosswise connected emitters, the planes of which intersect at an angle of 90 °. This allows for the functioning of two receiving and transmitting channels with orthogonal polarization ± 45 ° relative to the longitudinal axis of the antenna.
Платы крестообразно соединенных излучателей установлены вдоль продольной оси антенны с обеспечением параллельного расположения излучателей одинаковой поляризации (+45° или -45°) относительно продольной оси панельной антенны.The boards of the cross-connected emitters are installed along the longitudinal axis of the antenna with the parallel arrangement of emitters of the same polarization (+ 45 ° or -45 °) relative to the longitudinal axis of the panel antenna.
Предпочтительным материалом диэлектрической подложки платы излучателей является стеклотекстолит. Для удобства крепления перемычек в центре платы имеется отверстие. Отражатель представляет собой слой фольги из металла (преимущественно из меди) на пластине из стеклотекстолита. Отражатель также может быть выполнен в виде пластины из металла.The preferred dielectric substrate material of the emitter board is fiberglass. For convenience of fastening jumpers in the center of the board has a hole. The reflector is a layer of metal foil (mainly copper) on a fiberglass plate. The reflector can also be made in the form of a plate of metal.
Возможен вариант совмещения отражателя и корпуса антенны. При этом схема питания располагается непосредственно на таком отражателе (вариант конструкции антенны без подвала).A variant of combining the reflector and the antenna body is possible. In this case, the power circuit is located directly on such a reflector (an antenna design option without a basement).
Дополнительными элементами развязки каналов могут являться проволоки, располагающиеся симметрично между каждой парой плат излучателей. Один конец проволоки закреплен на печатной плате излучателей, другой - на отражателе, угол наклона проволоки к плоскости рефлектора от 30 до 60 градусов. Все проволоки параллельны друг другу. Преимущественный материал проволоки - медь.Additional elements of the isolation of the channels can be wires located symmetrically between each pair of emitter boards. One end of the wire is mounted on the printed circuit board of the emitters, the other - on the reflector, the angle of inclination of the wire to the plane of the reflector from 30 to 60 degrees. All wires are parallel to each other. The predominant material of the wire is copper.
Антенна снабжена двумя одинаковыми схемами питания для подключения приемно-передающей аппаратуры. Каждая схема питания включает в себя сумматор-делитель и высокочастотный разъем. Сумматор-делитель может быть выполнен либо на коаксиальных отрезках кабелей с различным волновым сопротивлением, либо в виде печатной схемы.The antenna is equipped with two identical power circuits for connecting the transmitting and receiving equipment. Each power circuit includes an adder divider and a high-frequency connector. The adder divider can be performed either on coaxial cable segments with different wave impedance, or in the form of a printed circuit.
Антенна размещена в корпусе из металла (преимущественно из алюминиевого сплава), который может быть выполнен обтекаемой формы. Схема питания располагается в подвале корпуса, с обратной стороны отражателя. Для защиты от внешних воздействий панельная антенна снабжена радиопрозрачным укрытием хорошей аэродинамической формы, изготовленным из стеклопластика.The antenna is housed in a metal housing (primarily aluminum alloy), which can be streamlined. The power circuit is located in the basement of the housing, on the back of the reflector. To protect against external influences, the panel antenna is equipped with a radio-transparent cover of good aerodynamic shape, made of fiberglass.
На фиг.1 показан общий вид платы излучателей со стороны отражателя в виде «мальтийского креста» (топология излучателей);Figure 1 shows a General view of the emitter board from the reflector in the form of a "Maltese cross" (emitter topology);
на фиг.2 - вид платы излучателей со стороны радиопрозрачного укрытия с двумя питающими перемычками;figure 2 is a view of the radiator board from the side of the translucent shelter with two supply jumpers;
на фиг.3 показана конструкция двух перемычек на плате излучателей;figure 3 shows the design of two jumpers on the emitter board;
на фиг.4 показана конструктивная схема питания (сечение по диагонали платы излучателей) излучателя - половинки «мальтийского креста»;figure 4 shows a structural power diagram (diagonal cross-section of the emitter board) of the emitter - half of the "Maltese cross";
на фиг.5 показан пример панельной антенны с шестью платами излучателей без радиопрозрачного укрытия;figure 5 shows an example of a panel antenna with six emitter boards without radiotransparent shelter;
на фиг.6 показан общий вид антенны в корпусе с радиопрозрачным укрытием.figure 6 shows a General view of the antenna in the casing with a radiotransparent shelter.
Антенна содержит, по меньшей мере, одну плату 1 с двумя излучателями в виде половинок «мальтийского креста» 2. Плата с излучателями представляет собой диэлектрическую подложку, выполненную, например, из стеклотекстолита, на поверхности которой находятся два излучателя, выполненные из металла, например из меди, в форме «мальтийского креста».The antenna contains at least one
Длина средней линии излучателя (половинки «мальтийского креста») выбирается равной 2λср., где λср. - средняя длина волны панельной антенны. Форма и размеры элементов излучателей («мальтийского креста») и диэлектрических параметров материала платы излучателей выбираются из требований необходимого согласования (КСВН) в диапазоне частот и из требований обеспечения необходимых диаграмм направленности. Оба излучателя (половинки «мальтийского креста») электрически соединены. Это позволяет обеспечить нулевое сопротивление по постоянному току на входах панельной антенны.The length of the middle line of the emitter (half of the "Maltese cross") is chosen equal to 2λavg., Where λavg. - the average wavelength of the panel antenna. The shape and dimensions of the emitter elements (the “Maltese cross”) and the dielectric parameters of the material of the emitter board are selected from the requirements of the necessary coordination (VSWR) in the frequency range and from the requirements to ensure the necessary radiation patterns. Both emitters (halves of the "Maltese cross") are electrically connected. This ensures zero DC resistance at the inputs of the panel antenna.
Излучатели находятся со стороны отражателя. Отражатель 3 представляет собой слой фольги из металла (преимущественно из меди) на пластине из стеклотекстолита 4. Отражатель также может быть выполнен в виде цельной пластины из металла.Emitters are located on the reflector side. The
В качестве отражателя в конструкции антенны может использоваться корпус антенны 13. В таком случае антенна не будет иметь подвала, и элементы схемы питания будут размещаться непосредственно на отражателе.The
Крепление платы излучателей 1 и запитка каждого из излучателей электромагнитной энергией осуществляется с помощью коаксиального кабеля 5. Плата крепится параллельно отражателю на двух металлических столбиках 6, например, из латуни и двух металлических частях оплеток кабелей 7. Столбики из металла 6 и части оплеток кабелей 7 электрически соединены (подпаяны) с одной стороны к отражателю 3, с другой стороны - к излучателям платы 2.The
Расстояние от плат излучателей до отражателя выбирается из нескольких требований: ширины диаграммы направленности панельной антенны, минимального значения КСВН в диапазоне частот и требуемого уровня развязки между каналами. Расстояние от плат излучателей до отражателя постоянно для всех плат излучателей антенны и составляет от 0,1λср. до 0,3λср., где λср. - средняя длина волны панельной антенны.The distance from the emitter boards to the reflector is selected from several requirements: the width of the radiation pattern of the panel antenna, the minimum value of the VSWR in the frequency range and the required level of isolation between the channels. The distance from the emitter boards to the reflector is constant for all antenna emitter boards and ranges from 0.1λsr. up to 0.3λavg., where λavg. - the average wavelength of the panel antenna.
Центральные жилы кабеля излучателя 8 электрически соединены (подпаяны) к перемычке 9, второй конец металлической перемычки через винт 10 электрически соединен с металлическим столбиком 6 и излучателем 2. Для удобства монтажа перемычек по центру платы может изготавливаться отверстие 11.The central veins of the cable of the
Оба излучателя и элементы питания для платы имеют одинаковую конструкцию. Такая конструкция излучателей позволяет обеспечить широкую полосу согласования антенны и высокий уровень развязки двух каналов при высокой стабильности диаграммы направленности (слабой зависимости диаграммы направленности каждого из каналов от рабочей частоты).Both emitters and batteries for the board have the same design. Such a design of the emitters allows for a wide antenna matching band and a high level of isolation of two channels with a high radiation pattern stability (weak dependence of the radiation pattern of each channel on the operating frequency).
Снижению уровня КСВН в полосе частот способствует чередование разворота перемычек на 180° (например: для канала первой платы +45° изгиб сверху, для канала второй платы +45° изгиб снизу и т.д.). Кроме того, такое решение позволяет сделать оба канала панельной антенны практически идентичными по КСВН.The VSWR level reduction in the frequency band is facilitated by the alternation of 180 ° turn of the jumpers (for example: for the channel of the first board + 45 ° bend from the top, for the channel of the second board + 45 ° bend from the bottom, etc.). In addition, this solution allows you to make both channels of the panel antenna almost identical in VSWR.
Дополнительными элементами развязки каналов в диапазоне частот могут являться отрезки проволоки 11, располагающиеся симметрично между каждой парой плат излучателей. Один конец отрезка проволоки закреплен на печатной плате излучателей, другой - на рефлекторе, угол наклона отрезка проволоки к плоскости отражателя от 30 до 60 градусов. Отрезки проволок лежат в плоскостях - перпендикулярных отражателю и параллельных друг другу.Additional elements of the isolation of the channels in the frequency range can be pieces of
Плоскости отрезков проволок располагаются симметрично от оси панельной антенны на расстоянии друг от друга от 0,4λср. до 0,6λср., где λср. - средняя длина волны панельной антенны. Диаметр отрезков проволоки одинаковый для всех элементов панельной антенны и может лежать в пределах от 0,002λср. до 0,012λср., где λср. - средняя длина волны панельной антенны. Все проволоки параллельны друг другу. Преимущественный материал отрезков проволоки - медь.The planes of the wire segments are located symmetrically from the axis of the panel antenna at a distance from each other from 0.4λ sr. up to 0.6λ avg., where λ avg. - the average wavelength of the panel antenna. The diameter of the wire segments is the same for all elements of the panel antenna and can range from 0.002λsr. up to 0.012λ avg., where λ avg. - the average wavelength of the panel antenna. All wires are parallel to each other. The preferred material for the wire segments is copper.
Каждый из излучателей совпадающей поляризации (+45° или -45°) соединен коаксиальным кабелем 5 со своей схемой питания, включающей сумматор-делитель и высокочастотный разъем 12. Сумматор-делитель (не показан) может быть выполнен на отрезках высокочастотных кабелей с различным волновым сопротивлением либо в виде печатной схемы.Each of the emitters of the same polarization (+ 45 ° or -45 °) is connected by a
Антенна размещена в корпусе из металла 13 (преимущественно из алюминиевого сплава), который может быть выполнен обтекаемой формы. Схема питания располагается в подвале корпуса, с обратной стороны отражателя. Для защиты от внешних воздействий панельная антенна снабжена радиопрозрачным укрытием хорошей аэродинамической формы 14, изготовленным из стеклопластика.The antenna is placed in a casing of metal 13 (mainly of aluminum alloy), which can be streamlined. The power circuit is located in the basement of the housing, on the back of the reflector. To protect against external influences, the panel antenna is equipped with a radio-transparent cover of a good
Рассмотрим работу антенны на прием. Падающая электромагнитная волна возбуждает в парах крестообразно соединенных излучателях 2 сигналы, которые через перемычки 9 по питающим коаксиальным кабелям 5 поступают в схему питания с сумматором-делителем, обеспечивающим объединение этих сигналов с заданными при расчете сумматора-делителя весами и фазовыми набегами. Далее сигналы передаются по коаксиальному кабелю на разъем 12 (в каждом из каналов), с которого они поступают на приемно-передающую аппаратуру.Consider the operation of the antenna for reception. The incident electromagnetic wave excites signals in pairs of crosswise connected
При работе антенны на передачу сигнал от передатчика приемно-передающей аппаратуры (не показано) поступает на разъем 12 (в каждом из каналов) и по коаксиальному кабелю передается в сумматор-делитель, который обеспечивает деление сигнала в заданном при расчете сумматора-делителя соотношении. Полученные в результате деления сигналы по питающим коаксиальным кабелям 5 через перемычки 9 подаются на пары крестообразно соединенных излучателей, каждый из которых возбуждает в пространстве электромагнитную волну.When the antenna is transmitting, the signal from the transmitter of the receiving and transmitting equipment (not shown) is fed to connector 12 (in each channel) and transmitted through the coaxial cable to the adder-divider, which provides signal division in the ratio specified in the calculation of the adder-divider. The signals obtained as a result of dividing by supplying
Плоская конструкция излучателей, механически и электрически связанная металлическими оплетками кабелей и столбиками с отражателем, позволяет создать простую (экономичную в изготовлении) и одновременно с требуемыми диаграммами направленности панельную антенну, работающую на двух ортогональных поляризациях, с высоким уровнем развязки между каналами, малым значением КСВН в диапазоне частот и нулевым сопротивлением по постоянному току.The flat design of the emitters, mechanically and electrically connected by metal braids of cables and columns with a reflector, allows you to create a simple (economical to manufacture) and simultaneously with the desired radiation patterns panel antenna operating on two orthogonal polarizations, with a high level of isolation between channels, a low value of VSWR in frequency range and zero DC resistance.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008100279/09A RU2359376C1 (en) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | Corner antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008100279/09A RU2359376C1 (en) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | Corner antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2359376C1 true RU2359376C1 (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=41026061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008100279/09A RU2359376C1 (en) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | Corner antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2359376C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775172C1 (en) * | 2021-09-22 | 2022-06-28 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Ultra-wideband antenna array |
-
2008
- 2008-01-15 RU RU2008100279/09A patent/RU2359376C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775172C1 (en) * | 2021-09-22 | 2022-06-28 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Ultra-wideband antenna array |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6424311B1 (en) | Dual-fed coupled stripline PCB dipole antenna | |
CN108352599B (en) | Antenna element for a base station antenna | |
US10581171B2 (en) | Antenna element structure suitable for 5G mobile terminal devices | |
US8786509B2 (en) | Multi polarization conformal channel monopole antenna | |
US8203500B2 (en) | Compact circularly polarized omni-directional antenna | |
CN111987435B (en) | Low-profile dual-polarized antenna, array antenna and wireless communication equipment | |
CN112088465B (en) | Antenna | |
CN110896678A (en) | Dual-band circularly polarized antenna and communication device | |
US5818397A (en) | Circularly polarized horizontal beamwidth antenna having binary feed network with microstrip transmission line | |
EP3642906B1 (en) | Wideband antenna array | |
JP2015111763A (en) | Polarization diversity antenna and radio communication apparatus | |
CN111129704A (en) | Antenna unit and electronic equipment | |
US20040135736A1 (en) | Time-delayed directional beam phased array antenna | |
WO2020233518A1 (en) | Antenna unit and electronic device | |
Karami et al. | An X-Band Substrate Integrated Waveguide Fed Patch Array Antenna: Overcoming low efficiency, narrow impedance bandwidth, and cross-polarization radiation challenges | |
US11996629B2 (en) | Beam steering antenna structure and electronic device comprising said structure | |
WO2002023669A1 (en) | A dual polarised antenna | |
US20170338553A1 (en) | Self-complementary multilayer array antenna | |
CN114243280B (en) | Ultra-wide bandwidth beam dual polarized antenna and wireless communication device | |
WO2015016349A1 (en) | Antenna and sector antenna | |
CN116231312A (en) | Low-profile dual-frequency dual-circular polarization common-caliber antenna and array thereof | |
RU2552230C2 (en) | Directional band antenna | |
RU2359376C1 (en) | Corner antenna | |
WO2019064430A1 (en) | Array antenna device | |
CN219591650U (en) | Antenna with wide wave beam circular polarization radiation performance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150116 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160610 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180116 |