RU2359377C1 - Antenna of triple polarisation with dipoles of cloverleaf type - Google Patents

Antenna of triple polarisation with dipoles of cloverleaf type Download PDF

Info

Publication number
RU2359377C1
RU2359377C1 RU2007144193/09A RU2007144193A RU2359377C1 RU 2359377 C1 RU2359377 C1 RU 2359377C1 RU 2007144193/09 A RU2007144193/09 A RU 2007144193/09A RU 2007144193 A RU2007144193 A RU 2007144193A RU 2359377 C1 RU2359377 C1 RU 2359377C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
dipole
antenna device
dipoles
approximation
Prior art date
Application number
RU2007144193/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ларс МАНХОЛЬМ (SE)
Ларс МАНХОЛЬМ
Фредрик ХАРРЮССОН (SE)
Фредрик ХАРРЮССОН
Йонас МЕДБО (SE)
Йонас МЕДБО
Original Assignee
Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл)
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 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) filed Critical Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл)
Priority to RU2007144193/09A priority Critical patent/RU2359377C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359377C1 publication Critical patent/RU2359377C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: physics, radio.
SUBSTANCE: invention is related to antenna device, which comprises facility for provision of approximation of electric circuit of DC, which is arranged for provision of the first practically toroidal directional pattern, at that antenna device comprises the first and second electric dipoles, which are installed substantially orthogonally to each other and are arranged to provide for the second and third substantially toroidal directional patterns, every of which is substantially orthogonal to the other one and to the first substantially toroidal directional pattern. Facility for approximation of DC electric circuit comprises at least two parts of current tracks, in which current (I1, I2, I3, I4) may be supplied to every of mentioned parts, so that currents (I1, I2, I3, I4) in each of mentioned parts are practically cophased to each other.
EFFECT: development of antenna device that comprises facility for provision of DC electric circuit approximation.
7 cl, 15 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к антенному устройству, содержащему средство для обеспечения аппроксимации электрического контура постоянного тока, причем указанная аппроксимация электрического контура постоянного тока предназначена для обеспечения первой по существу тороидальной диаграммы направленности, причем антенное устройство также содержит первый и второй электрические диполи, которые размещены по существу ортогонально друг другу и предназначены для обеспечения второй и третьей по существу тороидальных диаграмм направленности, каждая из которых по существу ортогональна к другой и к первой по существу тороидальной диаграмме направленности.The present invention relates to an antenna device comprising means for providing an approximation of a direct current electric circuit, said approximation of a direct current electric circuit being designed to provide a first substantially toroidal radiation pattern, the antenna device also comprising first and second electric dipoles, which are arranged substantially orthogonally to each other and are intended to provide the second and third essentially toroidal directional diagrams nnosti, each of which is substantially orthogonal to another and to the first essentially toroidal directivity pattern.

Уровень техникиState of the art

Потребность в системах беспроводной связи неуклонно возрастала и продолжает расти и в процессе этого роста пройдено несколько этапов технологического совершенствования. Для обеспечения увеличенной пропускной способности беспроводных систем за счет применения некоррелированных трактов распространения системы MIMO (с множеством входов и множеством выходов) рассматриваются в качестве предпочтительной технологии для улучшения пропускной способности. Система MIMO использует несколько раздельных независимых сигнальных трактов, например, посредством нескольких передающих и приемных антенн. Желательный результат состоит в том, чтобы иметь несколько некоррелированных антенных портов для приема, а также и для передачи.The demand for wireless communication systems has steadily increased and continues to grow, and in the process of this growth several stages of technological improvement have been passed. To provide increased throughput of wireless systems through the use of uncorrelated propagation paths, MIMO systems (with multiple inputs and multiple outputs) are considered as the preferred technology for improving throughput. The MIMO system uses several separate independent signal paths, for example, through several transmit and receive antennas. The desired result is to have several uncorrelated antenna ports for reception as well as for transmission.

Для системы MIMO желательно оценивать канал и непрерывно обновлять эту оценку. Это обновление можно выполнять посредством непрерывной передачи так называемых пилот-сигналов заранее известным образом. Оценка канала дает канальную матрицу. Если несколько передающих антенн Тх передают сигналы, составляющие вектор переданного сигнала, к нескольким приемным антеннам Rx, то все сигналы Тх суммируются в каждой из антенн Rx и с помощью линейной комбинации формируется вектор принятого сигнала. Путем перемножения вектора принятого сигнала на инвертированную матрицу канала в канал вводится поправка и получается исходная информация, т.е., если матрица существующего канала известна, возможно получить точный вектор переданного сигнала. Таким образом, канальная матрица действует как взаимосвязь между антенными портами антенн Тх и Rx соответственно. Эти матрицы имеют размер М×N, где М есть число входов (антенных портов) антенны Тх, а N есть число выходов (антенных портов) антенны Rx. Это известно для специалистов в области систем MIMO.For a MIMO system, it is desirable to evaluate the channel and continuously update this estimate. This update can be performed by continuously transmitting the so-called pilot signals in a known manner. Channel estimation gives a channel matrix. If several transmitting antennas Tx transmit the signals making up the vector of the transmitted signal to several receiving antennas Rx, then all signals Tx are summed in each of the antennas Rx and a vector of the received signal is formed using a linear combination. By multiplying the vector of the received signal by the inverted channel matrix, a correction is introduced into the channel and initial information is obtained, i.e., if the matrix of the existing channel is known, it is possible to obtain the exact vector of the transmitted signal. Thus, the channel matrix acts as a relationship between the antenna ports of the antennas Tx and Rx, respectively. These matrices have a size M × N, where M is the number of inputs (antenna ports) of the antenna Tx, and N is the number of outputs (antenna ports) of the antenna Rx. This is known to specialists in the field of MIMO systems.

Для того чтобы система MIMO функционировала эффективно, требуются некоррелированные или, по меньшей мере, практически некоррелированные переданные сигналы. Значение выражения «некоррелированные сигналы» в данном контексте состоит в том, что диаграммы направленности практически ортогональны. Это позволяет иметь одну антенну, если эта антенна предназначена для приема и передачи, по меньшей мере, на двух ортогональных поляризациях. Если для одной антенны надлежит использовать более чем две ортогональные поляризации, необходимо, чтобы она использовалась в так называемой сильно рассеивающей среде, имеющей множество независимых трактов распространения, поскольку в противном случае невозможно иметь выгоду от двух или более ортогональных поляризаций. Считается, что сильно рассеивающая среда имеет место в случае, когда много электромагнитных волн совпадают в одной точке пространства. Поэтому в сильно рассеивающей среде можно использовать более чем две ортогональные поляризации, поскольку множество независимых трактов распространения обеспечивает все степени свободы подлежащей использованию антенны.In order for the MIMO system to function efficiently, uncorrelated or at least substantially uncorrelated transmitted signals are required. The meaning of the expression “uncorrelated signals” in this context is that radiation patterns are almost orthogonal. This allows you to have one antenna, if this antenna is designed to receive and transmit at least two orthogonal polarizations. If more than two orthogonal polarizations are to be used for a single antenna, it must be used in a so-called strongly scattering medium with many independent propagation paths, since otherwise it would be impossible to benefit from two or more orthogonal polarizations. It is believed that a strongly scattering medium occurs when many electromagnetic waves coincide at one point in space. Therefore, in a strongly scattering medium, more than two orthogonal polarizations can be used, since many independent propagation paths provide all degrees of freedom of the antenna to be used.

Антенны для систем MIMO могут использовать пространственное разделение, т.е. физическое разделение, чтобы достичь низкой корреляции между принятыми сигналами на антенных портах. Это, однако, приводит к большим решеткам, которые не пригодны, к примеру, для портативных терминалов. Другой способ реализации некоррелированных сигналов состоит в разделении по поляризации, т.е. вообще в передаче и приеме сигналов с ортогональными поляризациями.Antennas for MIMO systems can use spatial separation, i.e. physical separation in order to achieve a low correlation between received signals at the antenna ports. This, however, leads to large gratings that are not suitable, for example, for portable terminals. Another way to implement uncorrelated signals is to divide by polarization, i.e. generally in the transmission and reception of signals with orthogonal polarizations.

Предлагалось использовать три ортогональных диполя для антенны MIMO с тремя портами, но такая антенна сложна в изготовлении и требует много пространства, когда используется на более высоких частотах, таких как используемые для системы MIMO (около 2 ГГц).It was proposed to use three orthogonal dipoles for a three-port MIMO antenna, but such an antenna is difficult to manufacture and requires a lot of space when used at higher frequencies, such as those used for the MIMO system (about 2 GHz).

В заявке US 2002/0113748 раскрыты два предпочтительно ортогонально расположенных диполя и контурный элемент. Как показано на фиг.5 упомянутой заявки, контурный элемент имеет форму кольца и запитывается в некоторой точке в этом кольце.In the application US 2002/0113748 two preferably orthogonally located dipoles and a contour element are disclosed. As shown in FIG. 5 of the aforementioned application, the contour element has the shape of a ring and is energized at some point in this ring.

Т.к. диаметр петлевого элемента предлагается сделать до одной длины волны на рабочей частоте, тем самым указывается, что петля может быть длиной в несколько длин волн.Because the diameter of the loop element is proposed to be made up to one wavelength at the operating frequency, thereby indicating that the loop can be several wavelengths long.

Однако для получения диаграммы направленности, которая практически ортогональна диаграммам диполей, с помощью антенного устройства по заявке US 2002/0113748 один способ состоит в использовании малой петли. Такая малая петля должна иметь диаметр примерно в десятую долю длины волны на рабочей частоте, что дает аппроксимацию элемента электрической петли постоянного тока. Использование электрической петли постоянного тока или, по меньшей мере, достаточной ее аппроксимации представляет собой преимущественный способ получить диаграмму направленности, которая практически ортогональна диаграммам диполей.However, to obtain a radiation pattern that is substantially orthogonal to the dipole patterns, using the antenna device of US 2002/0113748, one method is to use a small loop. Such a small loop should have a diameter of about a tenth of the wavelength at the operating frequency, which gives an approximation of the element of the electric DC loop. The use of an electric direct current loop or at least sufficient approximation of it is an advantageous way to obtain a radiation pattern that is practically orthogonal to dipole patterns.

Хотя это не предложено явным образом в заявке US 2002/0113748, такая антенна с малой петлей может быть выведена из данных документов. Однако данная антенна с малой петлей является очень узкодиапазонной, а следовательно, трудной для должного согласования, т.к. она имеет высокое реактивное сопротивление и низкое активное сопротивление. Далее, такая антенна с малой петлей значительно меньше, чем соседние дипольные антенны, что приводит к неудобной в использовании конструкции.Although this is not explicitly proposed in US 2002/0113748, such a small loop antenna can be derived from these documents. However, this small-loop antenna is very narrow-band, and therefore difficult for proper matching, because It has a high reactance and low resistance. Further, such an antenna with a small loop is much smaller than adjacent dipole antennas, which leads to an inconvenient to use design.

Таким образом имеется проблема с антенной конструкцией по заявке US 2002/-113748, поскольку петлевой элемент должен быть очень малым, чтобы функционировать как достаточная аппроксимация петлевого элемента постоянного тока.Thus, there is a problem with the antenna design of US 2002 / -113748, since the loop element must be very small in order to function as a sufficient approximation of the DC loop element.

Объективная проблема, которая решается настоящим изобретением, состоит в обеспечении антенного устройства, пригодного для системы MIMO и способного передавать и принимать на трех, по существу, некоррелированных поляризациях, причем это антенное устройство должно содержать два практически ортогональных диполя и аппроксимацию элемента электрического контура постоянного тока. Эта аппроксимация элемента электрического контура постоянного тока должна легко согласовываться и иметь большую полосу пропускания по сравнению с тем, что можно вывести из существующих решений.The objective problem that is solved by the present invention is to provide an antenna device suitable for a MIMO system and capable of transmitting and receiving on three essentially uncorrelated polarizations, moreover, this antenna device should contain two practically orthogonal dipoles and an approximation of an element of a direct current circuit. This approximation of an element of the DC electric circuit should be easy to match and have a larger bandwidth compared to what can be derived from existing solutions.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Данная объективная проблема решается посредством антенного устройства вышеописанного типа, отличающегося тем, что средство для аппроксимации электрического контура постоянного тока содержит, по меньшей мере, две части токового тракта, где ток может быть приложен к каждой из упомянутых частей, так что ток в каждой из упомянутых частей будет в фазе друг с другом.This objective problem is solved by means of an antenna device of the type described above, characterized in that the means for approximating the direct current circuit contains at least two parts of the current path, where current can be applied to each of these parts, so that the current in each of the aforementioned parts will be in phase with each other.

Предпочтительные варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.Preferred embodiments are disclosed in the dependent claims.

Посредством настоящего изобретения достигается несколько преимуществ, например:By means of the present invention, several advantages are achieved, for example:

- Получается недорогое антенное устройство тройной поляризации.- It turns out an inexpensive antenna device of triple polarization.

- Антенна тройной поляризации, сделанная в планарной технологии, позволяет избежать занимающих большое пространство антенных устройств.- The antenna of triple polarization made in planar technology allows avoiding antenna devices occupying a large space.

- Получается антенна тройной поляризации, которую легко изготавливать.- It turns out a triple polarization antenna, which is easy to manufacture.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Настоящее изобретение описано ниже более подробно со ссылкой на приложенные чертежи, где:The present invention is described below in more detail with reference to the attached drawings, where:

Фиг.1 показывает четырехлистную антенну типа клеверного листа;Figure 1 shows a four leaf clover type antenna;

Фиг.2 показывает идеальную диаграмму направленности для электрического контура постоянного тока;Figure 2 shows an ideal radiation pattern for a direct current circuit;

Фиг.3 показывает две ортогональные дипольные антенны;Figure 3 shows two orthogonal dipole antennas;

Фиг.4 показывает четырехлистную антенну типа клеверного листа с двумя ортогональными дипольными антеннами;Figure 4 shows a four leaf clover type antenna with two orthogonal dipole antennas;

Фиг.5 показывает идеальную диаграмму направленности для дипольной антенны;5 shows an ideal radiation pattern for a dipole antenna;

Фиг.6 показывает три ортогональные диаграммы направленности;6 shows three orthogonal radiation patterns;

Фиг.7 показывает вид сбоку антенного устройства согласно изобретению, реализованному планарными методами;7 shows a side view of an antenna device according to the invention, implemented by planar methods;

Фиг.8а показывает четырехлистную антенну типа клеверного листа, реализованную планарными методами;Fig. 8a shows a four-leaf clover-type antenna implemented in planar methods;

Фиг.8b показывает две ортогональные дипольные антенны, реализованные планарными методами;Fig. 8b shows two orthogonal dipole antennas implemented by planar methods;

Фиг.9а показывает, как три плеча вибратора используются для моделирования первого электрического диполя;Fig. 9a shows how the three arms of a vibrator are used to model the first electric dipole;

Фиг.9b показывает, как три плеча вибратора используются для моделирования второго электрического диполя;Fig. 9b shows how the three arms of a vibrator are used to model a second electric dipole;

Фиг.10а показывает дипольное устройство согласно первому случаю первого множества;Fig. 10a shows a dipole device according to the first case of the first set;

Фиг.10b показывает дипольное устройство согласно второму случаю первого множества;Fig. 10b shows a dipole device according to the second case of the first set;

Фиг.11а показывает дипольное устройство согласно первому случаю второго множества; и11 a shows a dipole device according to a first case of a second set; and

Фиг.11b показывает дипольное устройство согласно второму случаю второго множества.11b shows a dipole device according to the second case of the second set.

Предпочтительные варианты осуществленияPreferred Embodiments

Согласно настоящему изобретению предлагается так называемое трехрежимное антенное устройство. Это трехрежимное антенное устройство сконструировано для передачи трех практически ортогональных диаграмм направленности.The present invention provides a so-called tri-mode antenna device. This three-mode antenna device is designed to transmit three practically orthogonal radiation patterns.

Так называемая четырехлистная антенна 1 типа клеверного листа, которая уже известна, используется в настоящем изобретении и показана на фиг.1. Четырехлистная антенна 1 типа клеверного листа содержит первую 2, вторую 3, третью 4 и четвертую 5 петли из проводящего материала, например изогнутого медного провода, где петли 2, 3, 4, 5 все по большей части лежат в одной и той же плоскости, антенной плоскости Р в плоскости чертежа на фиг.1. Каждая петля 2, 3, 4, 5 проходит от питающего проводника 6, имеющего питающий порт 7, к заземляющему проводнику 8, ведущему к заземлению 9; предпочтительно, они соединяются с одним и тем же питающим проводником 6. Петли 2, 3, 4, 5 имеют предпочтительно практически одну и ту же длину и расположены рядом друг с другом в виде симметричной четырехлистной фигуры, как показано на фиг.1.The so-called four-leaf clover type antenna 1, which is already known, is used in the present invention and is shown in FIG. A four-leaf clover type antenna 1 contains the first 2, second 3, third 4 and fourth 5 loops of a conductive material, for example, a curved copper wire, where loops 2, 3, 4, 5 all for the most part lie in the same plane, the antenna the plane P in the plane of the drawing in figure 1. Each loop 2, 3, 4, 5 extends from a supply conductor 6 having a supply port 7 to a ground conductor 8 leading to ground 9; preferably, they are connected to the same supply conductor 6. The loops 2, 3, 4, 5 are preferably practically the same length and are located next to each other in the form of a symmetrical four-sheeted figure, as shown in figure 1.

Если обходить первую петлю 2, то она начинается в первой точке 10 соединения с питанием, где она контактирует с питающим проводником 6, проходит по часовой стрелке и завершается в первой точке 11 соединения с заземлением, где она контактирует с заземляющим проводником 8. Вторая петля 3, расположенная по часовой стрелке относительно первой петли 2, также начинается в первой точке 10 соединения с питанием, где она соприкасается с питающим проводником 6, проходит по часовой стрелке и завершается во второй точке 12 соединения с заземлением, где она контактирует с заземляющим проводником 8.If you bypass the first loop 2, then it starts at the first point 10 of the power connection, where it contacts the supply conductor 6, passes clockwise and ends at the first point 11 of the ground connection, where it contacts the ground conductor 8. Second loop 3 located clockwise relative to the first loop 2 also begins at the first point 10 of the power connection, where it is in contact with the supply conductor 6, passes clockwise and ends at the second point 12 of the ground connection, where it Tacts with grounding conductor 8.

Третья петля 4, расположенная по часовой стрелке относительно второй петли 3, начинается во второй точке 13 соединения с питанием, где она соприкасается с питающим проводником 6, проходит по часовой стрелке и завершается во второй точке 12 соединения с заземлением, где она контактирует с заземляющим проводником 8. Четвертая петля 5, расположенная по часовой стрелке относительно третьей петли 4, начинается во второй точке 13 соединения с питанием, где она соприкасается с питающим проводником 6, проходит по часовой стрелке и завершается в первой точке 11 соединения с заземлением, где она контактирует с заземляющим проводником 8.The third loop 4, located clockwise relative to the second loop 3, starts at the second power connection point 13, where it contacts the supply conductor 6, passes clockwise and ends at the second ground connection point 12, where it contacts the ground conductor 8. The fourth loop 5, located clockwise relative to the third loop 4, begins at the second point 13 of the power connection, where it is in contact with the supply conductor 6, passes clockwise and ends in the first t chke compound 11 with ground, where it contacts the ground conductor 8.

Каждая петля 2, 3, 4, 5 содержит дуговую часть 2а, 3а, 4а, 5а проводника и первую 2b, 3b, 4b, 5b и вторую 2с, 3с, 4с, 5с прямую проводящую часть. Прямые проводящие части 2b, 2с первой петли 2 будут формировать первую 14 и вторую 15 параллельную парную проводящую часть вместе с прилегающими прямыми проводящими частями 5с, 3b смежных четвертой 5 и второй 3 петель. Аналогичным образом формируются третья 16 и четвертая 17 параллельные парные проводящие части. Дуговые проводящие части 2а, 3а, 4а, 5а проходят таким образом, что они вместе формируют неполную по существу кольцевую проводящую часть. Термин «неполная» обозначает, что кольцевая проводящая часть по существу разорвана между каждой дуговой проводящей частью 2а, 3а, 4а, 5а.Each loop 2, 3, 4, 5 contains the arc part 2a, 3a, 4a, 5a of the conductor and the first 2b, 3b, 4b, 5b and the second 2c, 3c, 4c, 5c direct conductive part. The direct conductive parts 2b, 2c of the first loop 2 will form the first 14 and second 15 parallel paired conductive part together with the adjacent direct conductive parts 5c, 3b adjacent to the fourth 5 and second 3 loops. In a similar manner, the third 16 and fourth 17 parallel paired conductive parts are formed. The arc conductive parts 2a, 3a, 4a, 5a extend so that together they form an incomplete substantially annular conductive part. The term "incomplete" means that the annular conductive part is essentially torn between each arc conductive part 2a, 3a, 4a, 5a.

Когда все петли 2, 3, 4, 5 запитываются от одного и того же питающего проводника 6, токи I1, I2, I3, I4 в каждой петле будут все практически синфазны друг другу. В частности, в каждой дуговой проводящей части 2а, 3а, 4а, 5а токи I1, I2, I3, I4 будут синфазны с токами I1, I2, I3, I4 во всех других дуговых проводящих частях 2а, 3а, 4а, 5а. Далее, когда рассматривается первая параллельная парная проводящая часть 14, токи I1, I4 во включенных в нее прямых проводящих частях 2b, 5с текут в противоположных направлениях, погашая друг друга. Соответствующее условие применимо ко второй 15, третьей 16 и четвертой 17 параллельным парным проводящим частям.When all loops 2, 3, 4, 5 are powered from the same supply conductor 6, the currents I 1 , I 2 , I 3 , I 4 in each loop will all be practically in phase with each other. In particular, in each arc conducting part 2a, 3a, 4a, 5a, the currents I 1 , I 2 , I 3 , I 4 will be in phase with the currents I 1 , I 2 , I 3 , I 4 in all other arc conducting parts 2a, 3a, 4a, 5a. Further, when the first parallel pair conductive part 14 is considered, the currents I 1 , I 4 in the direct conductive parts 2b, 5c included therein flow in opposite directions, canceling each other. The corresponding condition applies to the second 15, third 16 and fourth 17 parallel paired conductive parts.

Это означает, что четырехлистная антенна 1 типа клеверного листа за счет наложения петель 2, 3, 4, 5 фактически представляет собой аппроксимацию проводящего кольца, где ток имеет одну и ту же фазу по всему кольцу. Это означает, что получается аппроксимация идеального так называемого электрического контура постоянного тока. Отличия этой аппроксимации главным образом возникают из того факта, что дуговые проводящие части 2а, 3а, 4а, 5а не образуют полного и точного круга и что ток I1, I2, I3, I4 в каждой дуговой проводящей части 2а, 3а, 4а, 5а не имеет той же самой фазы вдоль рассматриваемой дуговой проводящей части 2а, 3а, 4а, 5а.This means that a four-leaf clover type antenna 1 due to overlapping loops 2, 3, 4, 5 is actually an approximation of a conducting ring, where the current has the same phase throughout the ring. This means that an approximation of the ideal so-called direct current electrical circuit is obtained. The differences of this approximation mainly arise from the fact that the arc conductive parts 2a, 3a, 4a, 5a do not form a complete and accurate circle and that the current I 1 , I 2 , I 3 , I 4 in each arc conductive part 2a, 3a, 4a, 5a does not have the same phase along the considered arc conducting part 2a, 3a, 4a, 5a.

Можно использовать больше или меньше петель, причем чем больше используемых петель, тем более дуговой становится аппроксимация идеального проводящего кольца. С другой стороны, чем больше петель используется, тем более усложненной становится антенная структура. В показанных примерах варианта осуществления используется четырехлистная антенна 1 типа клеверного листа. Далее, чем меньше используемая антенна типа клеверного листа, измеренная в длинах волн, тем лучше становится аппроксимация, поскольку тогда ток изменяется в меньшей степени вдоль рассматриваемой дуговой проводящей части 2а, 3а, 4а, 5а. Длиной волны здесь предпочтительно называется центральная длина волны рабочей полосы частот антенного устройства по изобретению.You can use more or less loops, and the more loops used, the more arc becomes the approximation of an ideal conducting ring. On the other hand, the more loops used, the more complicated the antenna structure becomes. In the examples of the embodiment shown, a four leaf clover antenna 1 is used. Further, the smaller the clover leaf type antenna used, measured at wavelengths, the better the approximation becomes, since then the current changes to a lesser extent along the arc part under consideration 2a, 3a, 4a, 5a. The wavelength here is preferably called the center wavelength of the working frequency band of the antenna device of the invention.

Идеальная диаграмма 18 направленности постоянной токовой электрической петли, которая аппроксимируется четырехлистной антенной типа клеверного листа, показана на фиг.2 и имеет форму тороидального кольца, где дуга тороидального кольца по существу следует за дуговыми проводящими частями 2а, 3а, 4а, 5а четырехлистной антенны 1 типа клеверного листа. Идеальная диаграмма 18 направленности электрического контура постоянного тока имеет продольную плоскость Р' симметрии, которая делит тороидальное кольцо на две равные круговые половины, так что эта продольная плоскость Р' симметрии тороидального кольца совпадает с плоскостью Р четырехлистной антенны типа клеверного листа.An ideal directivity pattern 18 of a constant current electric loop, which is approximated by a four-leaf clover-type antenna, is shown in FIG. 2 and has the shape of a toroidal ring, where the arc of the toroidal ring essentially follows the arc conductive parts 2a, 3a, 4a, 5a of a four-sheeted antenna of type 1 clover leaf. An ideal direct current circuit directivity pattern 18 of a direct current circuit has a longitudinal plane of symmetry P 'that divides the toroidal ring into two equal circular halves, so that this longitudinal plane of symmetry P' of the toroidal ring coincides with the plane P of a four-leaf clover-type antenna.

Согласно настоящему изобретению четырехлистная антенна типа клеверного листа образуется первым 19 и вторым 20 диполем, размещенными ортогонально, как показано на фиг.3, причем первый 19 и второй 20 диполи выполнены из проводящего материала, например из изогнутого медного провода. Первый диполь 19 содержит первую питающую часть 21 с двумя параллельными проводниками 21а, 21b и первую вибраторную часть 22, содержащую два дипольных вибратора 22а, 22b, где два питающих проводника 21а, 21b изогнуты под углом 90° так, что проводники или дипольные вибраторы 22а, 22b выступают теперь в противоположных направлениях, пока не достигнут своих концов. Второй диполь 20 содержит соответствующую вторую питающую часть 23 и вторую вибраторную часть 24 с соответствующими питающими проводниками 23а, 23b и дипольными вибраторами 24а, 24b. Проводящие части 21, 22, 23, 24 предпочтительно имеют практически одинаковую длину.According to the present invention, a four-leaf clover-type antenna is formed by the first 19 and second 20 dipoles arranged orthogonally, as shown in FIG. 3, the first 19 and second 20 dipoles being made of conductive material, for example, curved copper wire. The first dipole 19 comprises a first supply part 21 with two parallel conductors 21a, 21b and a first vibrator part 22 containing two dipole vibrators 22a, 22b, where two supply conductors 21a, 21b are bent at an angle of 90 ° so that the conductors or dipole vibrators 22a, 22b now protrude in opposite directions until they reach their ends. The second dipole 20 comprises a corresponding second supply part 23 and a second vibrator part 24 with respective supply conductors 23a, 23b and dipole vibrators 24a, 24b. The conductive parts 21, 22, 23, 24 preferably have substantially the same length.

На фиг.4 диполи 19, 20 размещаются в центре четырехлистной антенны типа клеверного листа, показанной условно только с дуговыми проводящими частями 2а, 3а, 4а, 5а. Диполи 19, 20 имеют свои соответствующие питающие части 21, 23, поднятые перпендикулярно к плоскости Р четырехлистной антенны типа клеверного листа (не показана на фиг.4), а соответствующие вибраторные части 22, 24 проходят практически параллельно плоскости четырехлистной антенны типа клеверного листа. Протяжение первой вибраторной части 22 практически ортогонально протяжению второй вибраторной части 24.In Fig. 4, dipoles 19, 20 are located in the center of a four-leaf clover-type antenna, shown conditionally only with arc-conducting parts 2a, 3a, 4a, 5a. Dipoles 19, 20 have their respective supply parts 21, 23, raised perpendicular to the plane P of a four-leaf clover leaf antenna (not shown in FIG. 4), and the corresponding vibrator parts 22, 24 extend almost parallel to the plane of a four-leaf clover leaf antenna. The extension of the first vibrator portion 22 is substantially orthogonal to the extension of the second vibrator portion 24.

Идеальная диаграмма 25 направленности дипольной антенны 26, имеющей питающую часть 27 и вибраторную часть 28, показана на фиг.5 и имеет форму тороидального кольца. Вибраторная часть 28 дипольной антенны 26 составляет центральную ось, вокруг которой формируется тороидальное кольцо диаграммы 25 направленности. Иными словами, дугообразная форма диаграммы 25 направленности окружает вибраторную часть 28 таким образом, что протяжение вибраторной части 28 образует линию центральной симметрии для тороидального кольца.An ideal radiation pattern 25 of a dipole antenna 26 having a supply portion 27 and a vibrator portion 28 is shown in FIG. 5 and has the shape of a toroidal ring. The vibrator portion 28 of the dipole antenna 26 forms a central axis around which a toroidal ring of the radiation pattern 25 is formed. In other words, the arched shape of the radiation pattern 25 surrounds the vibrator portion 28 in such a way that the extension of the vibrator portion 28 forms a line of central symmetry for the toroidal ring.

Что касается антенны согласно настоящему изобретению со ссылкой на фиг.6, полученные диаграммы антенны показаны на виде сбоку, где плоскость Р четырехлистной антенны типа клеверного листа проходит перпендикулярно к плоскости листа.As for the antenna according to the present invention with reference to Fig.6, the obtained antenna diagrams are shown in side view, where the plane P of a four-leaf clover-shaped antenna extends perpendicular to the plane of the sheet.

Четырехлистная антенна 1 типа клеверного листа создает первую тороидальную диаграмму 29 направленности, имеющую первую продольную плоскость Р' симметрии тороидального кольца. Первая диаграмма 29 направленности помечена наклонными линиями, которые поднимаются слева направо.A four-leaf clover type antenna 1 creates a first toroidal radiation pattern 29 having a first longitudinal plane of symmetry P 'of the toroidal ring. The first radiation pattern 29 is marked with oblique lines that rise from left to right.

Первая дипольная антенна 19 создает вторую тороидальную диаграмму 30 направленности, имеющую вторую продольную плоскость Р'' симметрии тороидального кольца, которая совпадает с плоскостью листа или параллельна ей и ортогональна первой продольной плоскости Р' симметрии тороидального кольца. Вторая диаграмма 30 направленности заштрихована наклонными линиями, проходящими слева направо.The first dipole antenna 19 creates a second toroidal radiation pattern 30 having a second longitudinal plane of symmetry P ″ of the toroidal ring, which coincides with the plane of the sheet or is parallel to it and orthogonal to the first longitudinal plane of symmetry P ′ of the toroidal ring. The second radiation pattern 30 is shaded by oblique lines extending from left to right.

Вторая дипольная антенна 20 создает третью тороидальную диаграмму 31 направленности, имеющую третью продольную плоскость Р''' симметрии тороидального кольца, которая ортогональна как первой продольной плоскости Р' симметрии тороидального кольца, так и второй продольной плоскости Р'' симметрии тороидального кольца. Таким образом, мы имеем первую Р', вторую Р'' и третью Р''' плоскости. Третья диаграмма 31 направленности заштрихована горизонтальными линиями.The second dipole antenna 20 creates a third toroidal radiation pattern 31 having a third longitudinal plane of symmetry P ″ ″ of the toroidal ring, which is orthogonal to both the first longitudinal plane of symmetry P ″ of the toroidal ring and the second longitudinal plane of symmetry P ″ of the symmetry of the toroidal ring. Thus, we have the first P ', the second P' 'and the third P' '' of the plane. The third radiation pattern 31 is shaded by horizontal lines.

В идеале, как показано на фиг.6, эти диаграммы 29, 30, 31 имеют один и тот же фазовый центр, но практически вторая 30 и третья 31 диаграммы направленности могут быть подняты или опущены относительно первой диаграммы 29 направленности. Такое отклонение должно предпочтительно быть малым при измерении в длинах волн, например, около λ/10, где λ есть центральная длина волны рабочей полосы частот антенного устройства.Ideally, as shown in FIG. 6, these patterns 29, 30, 31 have the same phase center, but practically the second 30 and third 31 patterns can be raised or lowered relative to the first pattern 29. Such a deviation should preferably be small when measured in wavelengths, for example, about λ / 10, where λ is the center wavelength of the working frequency band of the antenna device.

Т.к. продольные плоскости Р', Р'', Р''' симметрии тороидального кольца ортогональны друг другу, диаграммы направленности ортогональны друг другу согласно приведенному ниже определению.Because the longitudinal planes P ', P' ', P' '' of the symmetry of the toroidal ring are orthogonal to each other, radiation patterns are orthogonal to each other according to the definition below.

В результате посредством настоящего изобретения получены три различные тороидальные диаграммы 29, 30, 31 направленности, где каждая диаграмма направленности ортогональна другой.As a result, three different toroidal radiation patterns 29, 30, 31 are obtained by the present invention, where each radiation pattern is orthogonal to the other.

Поскольку диаграммы направленности ортогональны, корреляция равна нулю, где корреляция ρ может быть записана как:Since the radiation patterns are orthogonal, the correlation is zero, where the correlation ρ can be written as:

Figure 00000001
Figure 00000001

В приведенном выше уравнении Ω представляет поверхность, а символ * означает комплексное сопряжение. Для интегрирования диаграммы направленности Ω представляет замкнутую поверхность, содержащую все пространственные углы, и когда это интегрирование равно нулю, между диаграммами направленности нет корреляции, т.е. диаграммы направленности ортогональны друг другу. Знаменатель представляет собой нормирующее выражение.In the above equation, Ω represents a surface, and the symbol * means complex conjugation. To integrate the radiation pattern, Ω represents a closed surface containing all spatial angles, and when this integration is zero, there is no correlation between the radiation patterns, i.e. radiation patterns are orthogonal to each other. The denominator is a normalizing expression.

Наличие трех, по меньшей мере, по существу ортогональных диаграмм направленности весьма желательно, поскольку это обеспечивает некоррелированные параллельные каналы в сильно рассеивающей среде, т.е. строки в канальной матрице могут быть независимыми. Это в свою очередь означает, что настоящее изобретение применимо к системам MIMO.The presence of three at least substantially orthogonal radiation patterns is highly desirable since this provides uncorrelated parallel channels in a highly scattering medium, i.e. rows in the channel matrix can be independent. This in turn means that the present invention is applicable to MIMO systems.

В описанном выше первом варианте осуществления четырехлистная антенна типа клеверного листа и первый и второй диполи выполнены из изогнутого провода, например из медного провода. Любой иной проводящий материал может выполнять эту функцию по настоящему изобретению.In the first embodiment described above, the four-leaf clover-type antenna and the first and second dipoles are made of curved wire, for example, copper wire. Any other conductive material may fulfill this function of the present invention.

Во втором варианте осуществления четырехлистная антенна типа клеверного листа и первый и второй диполи выполнены планарным методом, составляя микрополосковую антенну. Как условно показано на фиг.7, трехрежимная антенна согласно настоящему изобретению содержит первый 32, второй 33, третий 34 и четвертый 35 омедненные диэлектрические тонкие слои (ламинаты), например слои на основе тефлона, помещенные поверх друг друга. За счет удаления меди на слоях 32, 33, 34, 35 можно формировать различные проводящие структуры. Удаление меди можно осуществлять путем травления или, альтернативно, фрезеровки.In the second embodiment, the four-leaf clover-type antenna and the first and second dipoles are made by the planar method, making up the microstrip antenna. As conventionally shown in Fig. 7, the tri-mode antenna according to the present invention comprises first 32, second 33, third 34 and fourth 35 copper-plated dielectric thin layers (laminates), for example, Teflon-based layers placed on top of each other. By removing copper on the layers 32, 33, 34, 35, various conductive structures can be formed. Copper can be removed by etching or, alternatively, milling.

На фиг.7 первый 32, второй 33, третий 34 и четвертый 35 слои, имеющие каждый первую 36, 37, 38, 39 и вторую 40, 41, 42, 43 стороны, показаны сбоку, образуя многослойную структуру. Многослойная структура имеет верх 44, низ 45 и первую 46, вторую 47 и третью 48 промежуточные секции, где каждая промежуточная секция 46, 47, 48 образована между двумя смежными слоями.In Fig. 7, the first 32, second 33, third 34 and fourth 35 layers, each having first first 36, 37, 38, 39 and second side 40, 41, 42, 43, are shown on the side, forming a multilayer structure. The multilayer structure has a top 44, a bottom 45 and a first 46, a second 47 and a third 48 intermediate sections, where each intermediate section 46, 47, 48 is formed between two adjacent layers.

На верху 40, на первой стороне 36 первого слоя 32, сформированы дипольные вибраторные части. Ниже, в первой промежуточной секции 46 между первым 32 и вторым 33 слоем, сформированы части четырехлистной антенны типа клеверного листа, либо на второй стороне 40 первого слоя 32, либо на первой стороне 37 второго слоя 33. На неиспользуемой стороне вся медь удаляется.At the top 40, on the first side 36 of the first layer 32, dipole vibratory parts are formed. Below, in the first intermediate section 46 between the first 32 and the second 33 layer, parts of a four leaf clover type antenna are formed either on the second side 40 of the first layer 32 or on the first side 37 of the second layer 33. On the unused side, all the copper is removed.

Далее вниз, во второй промежуточной секции 47 между вторым 33 и третьим 34 слоями, петли четырехлистника объединяются таким образом, что каждая петля соединяется с общей питающей линией и общим заземлением посредством сквозных отверстий (не показаны), соединяющих первую 46 и вторую 47 промежуточные секции. Далее формируется объединенная цепь либо на второй стороне 41 второго слоя 33, либо на первой стороне 38 третьего слоя 34. На неиспользуемой стороне вся медь удаляется.Further down, in the second intermediate section 47 between the second 33 and third 34 layers, the leaves of the four leaf are combined so that each loop is connected to a common supply line and a common ground through through holes (not shown) connecting the first 46 and second 47 intermediate sections. Next, an integrated circuit is formed either on the second side 41 of the second layer 33 or on the first side 38 of the third layer 34. On the unused side, all the copper is removed.

Далее вниз, в третьей промежуточной секции 48 между третьим 34 и четвертым 35 слоями, дипольные вибраторные части объединяются таким образом, что они соединяются с соответствующими питающими линиями и общим заземлением посредством сквозных отверстий (не показаны), соединяющих верх 44 и третью промежуточную секцию 42. Далее, в третьей промежуточной секции 48 формируется питающая линия четырехлистника посредством сквозных отверстий (не показаны), соединяющих вторую 47 и третью 48 промежуточные секции. Питающая линия четырехлистника соединяется с соединителем 49 антенны типа клеверного листа на краю многослойной структуры. Тем самым формируется объединенная цепь либо на второй стороне 42 третьего слоя 34, либо на первой стороне 39 четвертого слоя 35. На неиспользуемой стороне вся медь удаляется.Further down, in the third intermediate section 48 between the third 34 and fourth 35 layers, the dipole vibrator parts are combined so that they are connected to the corresponding supply lines and common ground through through holes (not shown) connecting the top 44 and the third intermediate section 42. Further, in the third intermediate section 48, a four-leaflet feed line is formed by through holes (not shown) connecting the second 47 and third 48 intermediate sections. The four-leaf feed line is connected to a clover leaf antenna connector 49 at the edge of the multilayer structure. Thereby, an integrated circuit is formed either on the second side 42 of the third layer 34 or on the first side 39 of the fourth layer 35. On the unused side, all the copper is removed.

В низу 45, на второй стороне 43 четвертого слоя 35, формируется дипольная питающая линия для каждого диполя посредством сквозных отверстий (не показаны), соединяющих вторую промежуточную секцию 47 и низ 45. Каждая дипольная питающая линия соединяется с соединителем 50 дипольной антенны (показан только один) на краю многослойной структуры.At the bottom 45, on the second side 43 of the fourth layer 35, a dipole feed line is formed for each dipole through holes (not shown) connecting the second intermediate section 47 and the bottom 45. Each dipole feed line is connected to the connector 50 of the dipole antenna (only one is shown ) on the edge of the multilayer structure.

Пример того, как могут выглядеть вытравленные вибраторы типа клеверного листа и их питающие сквозные отверстия, показан на фиг.8а. Здесь показана вытравленная четырехлистная антенна 1 типа клеверного листа, содержащая первую 2, вторую 3, третью 4 и четвертую 5 петли. Каждая петля соединена с соответствующим первым 51, вторым 52, третьим 53 и четвертым 54 сквозным отверстием. Эти сквозные отверстия 51, 52, 53, 54 присоединены к одной точке в другой точке, в примере на фиг.7 в другом слое. Предусмотрено также пятое общее центральное сквозное отверстие 55, что в итоге приводит в двум выводам для питания четырехлистной антенны 1 типа клеверного листа, причем в примере на фиг.7 эти выводы доступны через соединитель 49 антенны типа клеверного листа.An example of how etched clover leaf vibrators and their feed through holes may look like is shown in Fig. 8a. Shown here is an etched four-leaf clover type antenna 1 containing the first 2, second 3, third 4 and fourth 5 loops. Each loop is connected to a respective first 51, second 52, third 53 and fourth 54 through hole. These through holes 51, 52, 53, 54 are attached to one point at another point, in the example of FIG. 7 in another layer. A fifth central central through hole 55 is also provided, which ultimately leads to two leads for supplying a four-leaf clover leaf antenna 1, and in the example of FIG. 7, these leads are accessible via a clover leaf connector 49.

Далее на фиг.8b показан пример того, как могут выглядеть вытравленные дипольные вибраторы и их питающие сквозные отверстия. У первого диполя 19 его дипольные вибраторы 22а, 22b соединены с соответствующими первым 56 и вторым 57 дипольными сквозными отверстиями. У второго диполя 20 его дипольные вибраторы 24а, 24b соединены с соответствующими первым 58 и вторым 59 дипольными сквозными отверстиями. Эти сквозные отверстия 51, 52, 53, 54 предпочтительно ведут на другой уровень, как описано в примере по фиг.7, где каждый диполь доступен через соединитель 50, соответствующий сквозным отверстиям 56, 57, 58, 59 каждого диполя.Next, FIG. 8b shows an example of what etched dipole vibrators and their feed through holes might look like. At the first dipole 19, its dipole vibrators 22a, 22b are connected to the corresponding first 56 and second 57 dipole through holes. At the second dipole 20, its dipole vibrators 24a, 24b are connected to the corresponding first 58 and second 59 dipole through holes. These through holes 51, 52, 53, 54 preferably lead to a different level, as described in the example of FIG. 7, where each dipole is accessible through a connector 50 corresponding to the through holes 56, 57, 58, 59 of each dipole.

Вследствие обратимости для описанных свойств передачи всех трехрежимных антенных устройств имеются соответствующие одинаковые свойства приема, как известно специалистам, позволяя трехрежимному антенному устройству как передавать, так и принимать в трех практически некоррелированных режимах работы.Due to reversibility, for the described transmission properties of all three-mode antenna devices, there are corresponding identical reception properties, as is known to specialists, allowing a three-mode antenna device to both transmit and receive in three practically uncorrelated operating modes.

Изобретение не ограничивается описанными выше вариантами осуществления, которые должны рассматриваться только как примеры настоящего изобретения, но могут свободно изменяться в объеме приложенной формулы изобретения.The invention is not limited to the embodiments described above, which should be considered only as examples of the present invention, but may be freely varied within the scope of the attached claims.

Например, не обязательно иметь две дискретные дипольные антенны. Для достижения описанных дипольных диаграмм направленности нужно осуществить два электрических диполя, что не означает с необходимостью, что требуются две дискретные дипольные антенны. Два электрических диполя могут быть получены за счет использования только трех дипольных вибраторов - первого 60, второго 61 и третьего 62 дипольного вибратора, каждый из которых проходит наружу от центральной точки, как показано на фиг.9а и 9b. Центральные концы дипольных вибраторов соединены с питающим устройством 63 посредством подходящих питающих проводов 64, 65, 66. Эти три дипольных вибратора 60, 61, 62 проходят таким образом, что между ними образуется угол, по существу равный 60°, т.е. они могут проходить симметрично. В дальнейшем, за положительное направление тока принято направление от центра наружу.For example, it is not necessary to have two discrete dipole antennas. To achieve the described dipole radiation patterns, two electric dipoles must be implemented, which does not necessarily mean that two discrete dipole antennas are required. Two electric dipoles can be obtained by using only three dipole vibrators — the first 60, the second 61 and the third 62 dipole vibrators, each of which extends outward from the center point, as shown in FIGS. 9a and 9b. The central ends of the dipole vibrators are connected to the supply device 63 by means of suitable supply wires 64, 65, 66. These three dipole vibrators 60, 61, 62 extend in such a way that an angle of substantially equal to 60 ° is formed between them, i.e. they can pass symmetrically. Further, for the positive direction of the current, the direction from the center to the outside is taken.

В первом режиме работы, как показано на фиг.9а, первый дипольный вибратор 60 запитывается током, имеющим относительную амплитуду -√2, второй дипольный вибратор 61 запитывается током, имеющим относительную амплитуду √2, а третий дипольный вибратор 62 запитывается током, имеющим относительную амплитуду 0. Получающийся первый электрический диполь 67 (помеченный пунктирными линиями) направлен по существу перпендикулярно к третьему дипольному вибратору 62.In the first mode of operation, as shown in FIG. 9a, the first dipole vibrator 60 is energized by a current having a relative amplitude of −√2, the second dipole vibrator 61 is energized by a current having a relative amplitude of √2, and the third dipole vibrator 62 is energized by a current having a relative amplitude 0. The resulting first electric dipole 67 (marked with dashed lines) is directed essentially perpendicular to the third dipole vibrator 62.

Во втором режиме работы, как показано на фиг.9b, первый дипольный вибратор 60 запитывается током, имеющим относительную амплитуду -1/√2, второй дипольный вибратор 61 запитывается током, имеющим относительную амплитуду -1/√2, а третий дипольный вибратор 62 запитывается током, имеющим относительную амплитуду 1. Получающийся второй электрический диполь 68 (помеченный пунктирными линиями) направлен по существу параллельно к третьему дипольному вибратору 62.In the second mode of operation, as shown in FIG. 9b, the first dipole vibrator 60 is energized with a current having a relative amplitude of -1 / √2, the second dipole vibrator 61 is energized with a current having a relative amplitude of -1 / √2, and the third dipole vibrator 62 is energized the current having a relative amplitude of 1. The resulting second electric dipole 68 (marked with dashed lines) is directed essentially parallel to the third dipole vibrator 62.

Таким образом получаются два ортогональных электрических диполя 67, 68 с помощью только трех дипольных вибраторов 60, 61, 62.Thus, two orthogonal electric dipoles 67, 68 are obtained using only three dipole vibrators 60, 61, 62.

Возможно также использовать электрические диполи, размещенные по кругу вместо описанной выше антенной конфигурации типа клеверного листа, чтобы реализовать аппроксимацию электрического контура постоянного тока.It is also possible to use electric dipoles arranged in a circle instead of the clover leaf type antenna configuration described above to realize an approximation of the direct current circuit.

В первом варианте по фиг.10а и 10b первый 69, 69', второй 70, 70' и третий 71, 71' электрические диполи, каждый предпочтительно в виде дипольной антенны, размещены в форме равностороннего треугольника 72, 72'. Внутри этого треугольника 72, 72' размещены два более ортогональных электрических диполя (не показаны) любым из ранее описанных способов.In the first embodiment of FIGS. 10a and 10b, the first 69, 69 ', the second 70, 70' and the third 71, 71 'electric dipoles, each preferably in the form of a dipole antenna, are placed in the shape of an equilateral triangle 72, 72'. Inside this triangle 72, 72 ′, two more orthogonal electric dipoles (not shown) are placed by any of the previously described methods.

Во втором варианте по фиг.11а и 11b первый, 73, 73', второй 74, 74', третий 75, 75' и четвертый 76, 76' электрические диполи, каждый предпочтительно в виде дипольной антенны, размещены в форме квадрата 77, 77'. Внутри этого квадрата 77, 77' размещены два более ортогональных электрических диполя (не показаны) любым из ранее описанных способов.In the second embodiment of FIGS. 11a and 11b, the first, 73, 73 ′, second 74, 74 ′, third 75, 75 ′ and fourth 76, 76 ′ electric dipoles, each preferably in the form of a dipole antenna, are placed in the shape of a square 77, 77 '. Inside this square 77, 77 'are two more orthogonal electric dipoles (not shown) by any of the previously described methods.

В первом случае по фиг.10а и 11а соответствующие дипольные питающие проводящие части 78, 79, 80; 81, 82, 83, 84 размещены в середине каждой стороны треугольника 72 или квадрата 77 соответственно. Это приводит к тому, что каждый отдельный электрический диполь 69, 70, 71; 73, 74, 75, 76 является практически прямым.In the first case of FIGS. 10a and 11a, the corresponding dipole supply conductive parts 78, 79, 80; 81, 82, 83, 84 are located in the middle of each side of triangle 72 or square 77, respectively. This leads to the fact that each individual electric dipole 69, 70, 71; 73, 74, 75, 76 is almost straightforward.

Во втором случае по фиг.10b и 11b соответствующие дипольные питающие проводящие части 78', 79', 80'; 81', 82', 83', 84' размещены в каждом углу треугольника 72' или квадрата 77' соответственно. Это приводит к тому, что каждый отдельный электрический диполь 69', 70', 71'; 73', 74', 75', 76' расположен под углом 60° для треугольника и 90° для квадрата.In the second case of FIGS. 10b and 11b, the corresponding dipole supply conductive parts 78 ', 79', 80 '; 81 ', 82', 83 ', 84' are placed in each corner of the triangle 72 'or square 77', respectively. This leads to the fact that each individual electric dipole 69 ', 70', 71 '; 73 ', 74', 75 ', 76' is located at an angle of 60 ° for a triangle and 90 ° for a square.

Соответствующие вышеописанному диполи должны запитываться таким образом, чтобы токи (не показанные на этих чертежах) в диполях были по существу в фазе друг с другом, обеспечивая аппроксимацию электрического контура постоянного тока.The dipoles corresponding to the above should be fed in such a way that the currents (not shown in these figures) in the dipoles are substantially in phase with each other, providing an approximation of the direct current circuit.

Для примеров по фиг.10а, 10b, 11а и 11b возможны, разумеется, и иные геометрические формы. Что касается описанной выше антенны типа клеверного листа, можно использовать различное число размещенных по кругу электрических диполей. Чем больше используемых электрических диполей, тем более точной становится аппроксимация идеального проводящего кольца. С другой стороны, чем больше используемых электрических диполей, тем более сложной становится антенная структура.For the examples of FIGS. 10a, 10b, 11a and 11b, of course, other geometric shapes are possible. As for the clover leaf type antenna described above, a different number of electric dipoles arranged in a circle can be used. The more electrical dipoles used, the more accurate the approximation of an ideal conducting ring becomes. On the other hand, the more electrical dipoles are used, the more complex the antenna structure becomes.

Все описанные плоскости Р, Р', P'', P''' являются воображаемыми и добавлены только для пояснения.All the described planes P, P ', P' ', P' '' are imaginary and are added for illustration only.

Многослойная конфигурация, описанная со ссылкой на фиг.7, является только примером того, как такое размещение может быть реализовано. Много иных таких конфигураций возможно в объеме изобретения.The multi-layer configuration described with reference to FIG. 7 is only an example of how such placement can be implemented. Many other such configurations are possible within the scope of the invention.

Возможно также и много иных конфигураций, которые выполнены планарным методом. Как упомянуто ранее, могут, например, использоваться изогнутые провода.Many other configurations that are made by the planar method are also possible. As mentioned previously, for example, curved wires can be used.

Все питающие линии, объединяющая цепь и соединители, которые не раскрыты более подробно в описании, относятся к общеизвестному типу, легко проектируются и (или) получаются специалистами.All supply lines connecting the circuit and connectors, which are not disclosed in more detail in the description, are of the well-known type, are easily designed and (or) obtained by specialists.

Антенна типа клеверного листа не является необходимой для осуществления изобретения, сущность этой части антенного устройства согласно настоящему изобретению состоит в обеспечении, по меньшей мере, аппроксимации электрического контура постоянного тока, лежащего в ранее упомянутой плоскости Р четырехлистной антенны типа клеверного листа, которая в более общем виде составляет антенную плоскость Р, в которой лежит результирующий аппроксимированный электрический контур постоянного тока.A clover leaf antenna is not necessary for carrying out the invention; the essence of this part of the antenna device according to the present invention is to provide at least an approximation of the direct current circuit lying in the previously mentioned plane P of a four-leaf clover leaf antenna, which in a more general form constitutes the antenna plane P, in which lies the resulting approximated direct current electric circuit.

Антенна типа клеверного листа согласно приведенным выше вариантам осуществления является предпочтительным путем для обеспечения такой аппроксимации. Число петель клеверного листа может меняться, как упомянуто выше, но не должно быть меньше двух, чтобы обеспечить какой-либо положительный эффект. Петли не должны лежать точно в одной и той же плоскости, но могут слегка отклоняться при сохранении принципа работы. Направление электрического тока может отклоняться от раскрытых.A clover leaf type antenna according to the above embodiments is the preferred way to provide such an approximation. The number of clover leaf loops can vary, as mentioned above, but must not be less than two in order to provide any positive effect. The hinges should not lie exactly in the same plane, but may deviate slightly while maintaining the principle of operation. The direction of the electric current may deviate from the open.

Claims (7)

1. Антенное устройство, содержащее средство (1, 72, 72', 77, 77') для обеспечения аппроксимации электрического контура постоянного тока, причем аппроксимация электрического контура постоянного тока выполнена для обеспечения по существу тороидальной диаграммы (29) направленности, причем антенное устройство содержит первый (67) и второй (68) электрические диполи, которые размещены практически ортогонально друг другу и выполнены для обеспечения второй (30) и третьей (31) по существу тороидальных диаграмм направленности, каждая из которых по существу ортогональна другой и первой по существу тороидальной диаграмме (29) направленности, отличающееся тем, что упомянутое средство (1, 72, 72', 77, 77') для аппроксимации электрического контура постоянного тока содержит, по меньшей мере, две части (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 69', 70', 71'; 73, 74, 75, 76; 73', 74', 75', 76') токовых трактов, в которых ток (I1, I2, I3, I4) может быть подан к каждой из упомянутых частей (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 69', 70', 71'; 73, 74, 75, 76; 73', 74', 75', 76'), так что ток (I1, I2, I3, I4) в каждой из упомянутых частей (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 69', 70', 71'; 73, 74, 75, 76; 73', 74', 75', 76') будет по существу синфазным друг с другом.1. An antenna device comprising means (1, 72, 72 ', 77, 77') for providing an approximation of a direct current circuit, the approximation of a direct current circuit being provided to provide a substantially toroidal pattern (29), the antenna device comprising the first (67) and second (68) electric dipoles, which are placed almost orthogonal to each other and are designed to provide the second (30) and third (31) essentially toroidal radiation patterns, each of which is essentially an orth different from the first and first essentially toroidal radiation pattern (29), characterized in that said means (1, 72, 72 ', 77, 77') for approximating a direct current circuit contains at least two parts (2, 3 , 4, 5; 69, 70, 71; 69 ', 70', 71 '; 73, 74, 75, 76; 73', 74 ', 75', 76 ') of the current paths in which the current (I 1 , I 2 , I 3 , I 4 ) can be submitted to each of the mentioned parts (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 69 ', 70', 71 '; 73, 74, 75, 76; 73 ', 74', 75 ', 76'), so that the current (I 1 , I 2 , I 3 , I 4 ) in each of the mentioned parts (2, 3, 4, 5; 69, 70, 71; 69 ', 70', 71 '; 73, 74, 75, 76; 73', 74 ', 75', 76 ') will be substantially in phase with each other. 2. Антенное устройство по п.1, отличающееся тем, что электрический контур постоянного тока аппроксимируется антенной (1) типа клеверного листа.2. The antenna device according to claim 1, characterized in that the DC circuit is approximated by an antenna (1) of the type of clover leaf. 3. Антенное устройство по п.2, отличающееся тем, что антенна типа клеверного листа является четырехлистной антенной (1) типа клеверного листа.3. The antenna device according to claim 2, characterized in that the clover leaf antenna is a four-leaf clover antenna (1). 4. Антенное устройство по п.1, отличающееся тем, что электрический контур постоянного тока аппроксимируется, по меньшей мере, тремя размещенными по кругу электрическими диполями (69, 70, 71; 73, 74, 75, 76; 69', 70', 71'; 73', 74', 75', 76').4. The antenna device according to claim 1, characterized in that the direct current circuit is approximated by at least three circular electric dipoles (69, 70, 71; 73, 74, 75, 76; 69 ', 70', 71 '; 73', 74 ', 75', 76 '). 5. Антенное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что каждый из первого и второго электрических диполей (67, 68) образуется посредством дипольной антенны (19, 20), причем каждая дипольная антенна (19, 20) имеет два дипольных вибратора (22а, 22b; 24a, 24b).5. An antenna device according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that each of the first and second electric dipoles (67, 68) is formed by a dipole antenna (19, 20), and each dipole antenna (19, 20) has two dipole vibrators ( 22a, 22b; 24a, 24b). 6. Антенное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что каждый из первого и второго электрических диполей (67, 68) образован посредством дипольного антенного устройства, содержащего три дипольных вибратора (60, 61, 62), проходящих из центральной точки таким образом, что между ними образуется угол по существу равный 60°, при этом дипольное антенное устройство запитывается так, что образуются электрические диполи (67, 68).6. Antenna device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each of the first and second electric dipoles (67, 68) is formed by a dipole antenna device containing three dipole vibrators (60, 61, 62) passing from the central points in such a way that between them an angle is formed essentially equal to 60 °, while the dipole antenna device is powered so that electric dipoles are formed (67, 68). 7. Антенное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что антенное устройство изготовлено планарным методом. 7. The antenna device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the antenna device is manufactured by the planar method.
RU2007144193/09A 2005-04-29 2005-04-29 Antenna of triple polarisation with dipoles of cloverleaf type RU2359377C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144193/09A RU2359377C1 (en) 2005-04-29 2005-04-29 Antenna of triple polarisation with dipoles of cloverleaf type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144193/09A RU2359377C1 (en) 2005-04-29 2005-04-29 Antenna of triple polarisation with dipoles of cloverleaf type

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2359377C1 true RU2359377C1 (en) 2009-06-20

Family

ID=41026062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007144193/09A RU2359377C1 (en) 2005-04-29 2005-04-29 Antenna of triple polarisation with dipoles of cloverleaf type

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359377C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459326C1 (en) * 2011-05-06 2012-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Dipole antenna
RU2640095C2 (en) * 2016-06-09 2017-12-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") Milkin-kalitenkov triangle-arc circular polarization antenna
RU187840U1 (en) * 2018-11-28 2019-03-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") Antenna of circular polarization coaxial "clover"
RU188892U1 (en) * 2018-12-26 2019-04-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") Circular polarized “clover” antenna with capacitive quasi shunts
RU191049U1 (en) * 2019-04-29 2019-07-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") Triangular arc antenna with ring active director
US10389015B1 (en) * 2016-07-14 2019-08-20 Mano D. Judd Dual polarization antenna

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459326C1 (en) * 2011-05-06 2012-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Dipole antenna
RU2640095C2 (en) * 2016-06-09 2017-12-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") Milkin-kalitenkov triangle-arc circular polarization antenna
US10389015B1 (en) * 2016-07-14 2019-08-20 Mano D. Judd Dual polarization antenna
RU187840U1 (en) * 2018-11-28 2019-03-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") Antenna of circular polarization coaxial "clover"
RU188892U1 (en) * 2018-12-26 2019-04-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") Circular polarized “clover” antenna with capacitive quasi shunts
RU191049U1 (en) * 2019-04-29 2019-07-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") Triangular arc antenna with ring active director

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7551144B2 (en) Triple polarized clover antenna with dipoles
US9401547B2 (en) Multimode antenna structure
TWI483458B (en) High isolation multiple port antenna array handheld mobile communication devices
EP2230717B1 (en) Wideband, high isolation two port antenna array for multiple input, multiple output handheld devices
Mak et al. Isolation enhancement between two closely packed antennas
ES2941987T3 (en) Single and Dual Biased Dually Resonant Cavity Backed Slot Antenna Elements (DCBSA)
US6366258B2 (en) Low profile high polarization purity dual-polarized antennas
Zhang et al. Realization of dual-band pattern diversity with a CRLH-TL-inspired reconfigurable metamaterial
KR100623079B1 (en) A Multi-Band Antenna with Multiple Layers
JP2004328717A (en) Diversity antenna device
RU2359377C1 (en) Antenna of triple polarisation with dipoles of cloverleaf type
TWM434316U (en) Antennas and systems based on composite left and right handed method
US9972886B2 (en) Antenna assemblies
KR101843602B1 (en) Lte antenna pair for mimo/diversity operation in the lte/gsm bands
US20100214182A1 (en) Antenna system
KR101003014B1 (en) Pcb layout structure for chip antenna and antenna device including that
US20080074337A1 (en) Triple Polarized Slot Antenna
Wu et al. Broadside radiating, low-profile, electrically small, Huygens dipole filtenna
EP3084880B1 (en) Balun
EP3807954B1 (en) Antenna with multiple propagation modes
WO2015147906A1 (en) Antenna assemblies
Kittiyanpunya et al. Design of pattern reconfigurable printed Yagi-Uda antenna
US11482794B1 (en) Slot-fed unit cell and current sheet array
Sanz-Izquierdo et al. Study of single and dual band wearable metallic button antennas for personal area networks (PANs)
Çevik 24-28 GHZ MULTIMODE ANTENNA DESIGN

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180430