RU2397581C1 - Antenna - Google Patents
Antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2397581C1 RU2397581C1 RU2009110592/09A RU2009110592A RU2397581C1 RU 2397581 C1 RU2397581 C1 RU 2397581C1 RU 2009110592/09 A RU2009110592/09 A RU 2009110592/09A RU 2009110592 A RU2009110592 A RU 2009110592A RU 2397581 C1 RU2397581 C1 RU 2397581C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- output
- metal
- metal plate
- segment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к широкополосным малогабаритным электрическим антеннам, и может найти применение для сотовой связи, в портативных радиостанциях, для приема радиовещательных и телевизионных сигналов, в задачах радиомониторинга.The invention relates to the field of radio engineering, in particular to small-band wide-band electric antennas, and may find application for cellular communications, in portable radio stations, for receiving broadcasting and television signals, and in radio monitoring tasks.
Известна антенна (Typical SAS-2, CATALOG «A.R.A. Antenna Research»), 1999, pp.37), содержащая отрезок коаксиальной линии передачи, два металлических диска диаметром D1 и D2 соответственно, установленные параллельно между собой и расположенные на расстоянии h один от другого, при этом первый металлический диск соединен по центру с центральным проводником, а второй металлический диск смещен от торца внешнего проводника отрезка коаксиальной линии передачи и соединен с ним гальванически, при этом другой конец отрезка коаксиальной линии передачи является выходом антенны.A known antenna (Typical SAS-2, CATALOG "ARA Antenna Research"), 1999, pp. 37) containing a segment of a coaxial transmission line, two metal disks with a diameter of D1 and D2, respectively, mounted parallel to each other and located at a distance h from each other wherein the first metal disk is connected centrally to the central conductor, and the second metal disk is offset from the end of the outer conductor of the coaxial transmission line section and is galvanically connected to it, while the other end of the coaxial transmission line section is the antenna output s.
Недостатком данного технического решения является узкополосность, большие продольные и поперечные размеры антенны, возможность однокоординатного приема сигнала.The disadvantage of this technical solution is narrowband, large longitudinal and transverse dimensions of the antenna, the possibility of single-axis signal reception.
Наиболее близким техническим решением-прототипом является полосковый излучатель (Панченко Б.А., Нефедов Е.И. Микрополосковые антенны. - М.: Радио и связь, 1986, стр.89, рис 3.1.а), содержащий металлическую пластину-излучатель, выполненную в форме диска, расположенную на диэлектрической подложке, расположенной на металлическом экране. Металлическая пластина в форме диска возбуждается центральным проводником коаксиальной линии, причем точка подключения смещена относительно центра диска и определятся величиной входного сопротивления диска, как правило, равной 50 Ом), а внешний проводник коаксиальной линии подключен к металлическому экрану.The closest technical solution prototype is a strip emitter (Panchenko B.A., Nefedov E.I. Microstrip antennas. - M .: Radio and communications, 1986, p. 89, Fig. 3.1.a) containing a metal plate-emitter, made in the form of a disk located on a dielectric substrate located on a metal screen. A metal plate in the form of a disk is excited by the central conductor of the coaxial line, and the connection point is offset from the center of the disk and is determined by the input resistance of the disk, as a rule, equal to 50 Ohms), and the external conductor of the coaxial line is connected to the metal screen.
Недостатком данного технического решения является узкая полоса рабочих частот, порядка единиц процентов, размеры металлического диска соизмеримы с длиной волны, что ограничивает частотный диапазон по габаритам, ось главного лепестка диаграммы направленности перпендикулярна металлической пластине, антенна обеспечивает однокоординатный прием или излучение сигнала.The disadvantage of this technical solution is a narrow band of operating frequencies, of the order of a few percent, the dimensions of the metal disk are comparable with the wavelength, which limits the frequency range in size, the axis of the main lobe of the radiation pattern is perpendicular to the metal plate, the antenna provides a single-axis signal reception or emission.
Технической задачей данного изобретения является создание малогабаритной сверхширокополосной антенны с изотропной диаграммой направленности и с возможностью или двухкоординатного или трехкоординатного приема или излучения сигнала.An object of the invention is to provide a small-sized ultra-wideband antenna with an isotropic radiation pattern and with the possibility of either two-coordinate or three-coordinate reception or emission of a signal.
Техническая задача достигается тем, что в антенне, содержащей металлическую пластину, выполненную в форме диска, расположенную над диэлектрической подложкой, которая установлена на металлический экран, параллельный металлической пластине, и отрезок коаксиальной линии, центральный проводник одного конца которого гальванически соединен с металлическим диском, а внешний проводник гальванически соединен с металлическим экраном, при этом другой конец отрезка коаксиальной линии является выходом антенны, согласно предложенному решению металлический экран выполнен в форме диска, диаметром, равным диаметру диска металлической пластины, при этом центры металлической пластины и металлического экрана расположены на одной оси, являющейся осью антенны, причем центральный и внешний проводники одного конца отрезка коаксиальной линии подключены в центре металлической пластины и металлического экрана соответственно.The technical problem is achieved in that in an antenna containing a metal plate made in the form of a disk, located above the dielectric substrate, which is mounted on a metal screen parallel to the metal plate, and a piece of a coaxial line, the central conductor of one end of which is galvanically connected to the metal disk, and the external conductor is galvanically connected to the metal screen, while the other end of the segment of the coaxial line is the output of the antenna, according to the proposed solution The thallic screen is made in the form of a disk with a diameter equal to the diameter of the disk of the metal plate, while the centers of the metal plate and the metal screen are located on the same axis, which is the axis of the antenna, the central and external conductors of one end of a segment of the coaxial line connected in the center of the metal plate and metal screen respectively.
Кроме того, продольная ось отрезка коаксиальной линии совмещена с осью антенны, при этом металлический экран соединен с торцом внешнего проводника отрезка коаксиальной линии, а центральный проводник отрезка коаксиальной линии проходит через диэлектрическую подложку и торцом соединен с металлической пластиной.In addition, the longitudinal axis of the segment of the coaxial line is aligned with the axis of the antenna, while the metal shield is connected to the end of the outer conductor of the segment of the coaxial line, and the central conductor of the segment of the coaxial line passes through the dielectric substrate and is connected to the metal plate by the end.
Центральный проводник отрезка коаксиальной линии, расположенный между металлической пластиной и металлическим экраном, может быть выполнен в форме спирали.The central conductor of the coaxial line segment, located between the metal plate and the metal screen, can be made in the form of a spiral.
Продольная ось отрезка коаксиальной линии может быть расположена посередине между металлической пластиной и металлическим экраном и перпендикулярно продольной оси антенны, при этом металлическая пластина и металлический экран с внутренней стороны соединены с центральным и внешним проводниками отрезка коаксиальной линии идентичными контактными элементами, продольная ось которых расположена на продольной оси антенны.The longitudinal axis of the segment of the coaxial line can be located in the middle between the metal plate and the metal screen and perpendicular to the longitudinal axis of the antenna, while the metal plate and the metal screen on the inside are connected to the central and external conductors of the segment of the coaxial line by identical contact elements, the longitudinal axis of which is located on the longitudinal axis of the antenna.
Первый и второй контактные элементы могут быть выполнены в форме спирали.The first and second contact elements can be made in the form of a spiral.
Продольная ось отрезка коаксиальной линии может быть расположена посередине между металлической пластиной и металлическим экраном и перпендикулярно продольной оси антенны, при этом металлическая пластина и металлический экран с внешней стороны соединены с центральным и внешним проводниками отрезка коаксиальной линии П-образными контактными элементами.The longitudinal axis of the segment of the coaxial line can be located in the middle between the metal plate and the metal screen and perpendicular to the longitudinal axis of the antenna, while the metal plate and the metal screen are externally connected to the central and external conductors of the segment of the coaxial line by U-shaped contact elements.
Первый и второй П-образные контактные элементы целесообразно выполнять в форме спирали.The first and second U-shaped contact elements are advisable to perform in the form of a spiral.
Кроме того, в антенну введена вторая идентичная антенна, при этом антенны расположены на двух взаимно перпендикулярных пересекающихся координатных поверхностях, причем металлические пластины антенн не имеют гальванического контакта между собой, а центры металлических пластин лежат в одной плоскости, перпендикулярной одной и другой координатным плоскостям, и расположены на одинаковом расстоянии от прямой пересечения диэлектрической подложки антенны и диэлектрической подложки второй антенны.In addition, a second identical antenna is introduced into the antenna, wherein the antennas are located on two mutually perpendicular intersecting coordinate surfaces, the metal plates of the antennas having no galvanic contact with each other, and the centers of the metal plates lie in one plane perpendicular to one and the other coordinate planes, and located at the same distance from the direct intersection of the dielectric substrate of the antenna and the dielectric substrate of the second antenna.
В антенну может быть введена третья идентичная антенна, расположенная на третьей координатной поверхности, перпендикулярной двум другим координатным поверхностям, и пересекается с ними, при этом расположение центра металлической пластины третьей антенны по отношению к прямым пересечения диэлектрической подложки третьей антенны с диэлектрическими подложками первой и второй антенны одинаково по отношению расположения центров металлической пластины двух других антенн от прямой пересечения диэлектрической подложки первой антенны и диэлектрической подложки второй антенны.A third identical antenna located on the third coordinate surface perpendicular to the other two coordinate surfaces can be introduced into the antenna and intersects with them, while the center location of the metal plate of the third antenna with respect to the direct intersections of the dielectric substrate of the third antenna with the dielectric substrates of the first and second antenna the same in relation to the location of the centers of the metal plate of two other antennas from the direct intersection of the dielectric substrate of the first antenna and and the electrical substrate of the second antenna.
Диэлектрическая подложка может быть выполнена с величиной относительной диэлектрической проницаемости, равной 1.The dielectric substrate may be made with a relative dielectric constant of 1.
Выход антенны может быть подключен к входному каналу трансформатора импедансов, при этом выходной канал трансформатора импедансов является выходом антенны.The output of the antenna can be connected to the input channel of the impedance transformer, while the output channel of the impedance transformer is the output of the antenna.
Выход антенны и выход второй антенны могут быть соединенны параллельно и подключены к общему отрезку линии передачи, являющейся выходом антенны.The antenna output and the output of the second antenna can be connected in parallel and connected to a common segment of the transmission line, which is the output of the antenna.
Целесообразно общий отрезок линии передачи подключать к входному каналу блока трансформатора импедансов, при этом выходной канал трансформатора импедансов является выходом антенны.It is advisable to connect the total length of the transmission line to the input channel of the impedance transformer unit, while the output channel of the impedance transformer is the output of the antenna.
Выход антенны и выход второй антенны могут быть подключены к первому и второму входному каналу блока согласующего преобразователя импедансов соответственно, при этом выходной канал блока согласующего преобразователя импедансов является выходом антенны.The output of the antenna and the output of the second antenna can be connected to the first and second input channel of the block matching impedance converter, respectively, while the output channel of the block matching impedance converter is the output of the antenna.
Кроме того, выход антенны и выход второй антенны могут быть подключены к входным каналам блока преобразователя импедансов соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входному каналу блока сумматора соответственно, при этом выходной канал блока сумматора является выходом антенны.In addition, the antenna output and the output of the second antenna can be connected to the input channels of the impedance converter unit, respectively, the outputs of which are connected to the first and second input channel of the adder block, respectively, while the output channel of the adder block is the antenna output.
Выход антенны, выход второй антенны и выход третьей антенны могут быть соединены параллельно и подключены к общему отрезку линии передачи, являющейся выходом антенны.The antenna output, the output of the second antenna and the output of the third antenna can be connected in parallel and connected to a common segment of the transmission line, which is the output of the antenna.
Целесообразно общий отрезок линии передачи подключать к входному каналу блока трансформатора импедансов, при этом выходной канал блока трансформатора импедансов является выходом антенны.It is advisable to connect the total length of the transmission line to the input channel of the impedance transformer block, while the output channel of the impedance transformer block is the antenna output.
Выход антенны, выход второй антенны и выход третьей антенны могут быть подключены к первому, второму и третьему входным каналам блока согласующего преобразователя импедансов соответственно, выход которого является выходом антенны.The output of the antenna, the output of the second antenna and the output of the third antenna can be connected to the first, second and third input channels of the block matching impedance converter, respectively, the output of which is the output of the antenna.
Выход антенны, выход второй антенны и выход третьей антенны также могут быть подключены к первому, второму, третьему блокам трансформатора импедансов соответственно, выходы которых подключены к первому, второму входам блока сумматора соответственно, при этом выходной канал блока сумматора является выходом антенныThe antenna output, the output of the second antenna and the output of the third antenna can also be connected to the first, second, third impedance transformer blocks, respectively, the outputs of which are connected to the first, second inputs of the adder block, respectively, while the output channel of the adder block is the antenna output
Каждый блок трансформатора импедансов последовательно может быть соединен с соответствующим блоком аналого-цифрового преобразователя, выходные каналы которых подключены к входным каналам блока сумматора.Each impedance transformer block can be connected in series with the corresponding block of the analog-to-digital converter, the output channels of which are connected to the input channels of the adder block.
Высокочастотная энергия, поступающая на вход антенны, формирует на металлических пластинах электрический ток - ток проводимости за счет того, что свободные заряды вытекают из одной обкладки импровизированного конденсатора к другой. Ввиду того, что электрическое смещение в зазоре конденсатора равно поверхностной плотности заряда на обкладках, плотность тока проводимости в обкладках равна плотности тока смещения в зазоре пластин. Равенство плотностей тока проводимости и тока смещения приводит к тому, что на границе пластин линии тока проводимости непрерывно переходят в линии тока смещения, а линии полного тока остаются замкнутыми. Поскольку только при наличии тока проводимости возникает в пластинах ток смещения, который и создает магнитное поле. А согласно правилу Био-Савара к геометрии пластин будем иметь круговое магнитное поле. (F.M.Kabbary, М.С.Hately, B.G.Steward. Maxwell equations and Crossed-field Antenna. - EWAWW, 1989, March, p.216-218). Согласно уравнениям Максвелла изменяющаяся магнитная составляющая связанного поля вызывает в его окрестности электрическое поле, а электрическое поле - магнитное поле и т.д. Таким образом формируется электромагнитная волна. (Р.Фейнман, Р.Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Том 6. Электродинамика. - М.: Мир, 1977 г.).The high-frequency energy supplied to the antenna input generates an electric current on the metal plates - a conduction current due to the fact that free charges flow from one plate of an impromptu capacitor to another. Due to the fact that the electric bias in the capacitor gap is equal to the surface charge density on the plates, the conductivity current density in the plates is equal to the bias current density in the plate gap. The equality of the densities of the conduction current and the bias current leads to the fact that at the boundary of the plates, the lines of the conduction current go continuously to the bias current lines, and the total current lines remain closed. Since only in the presence of a conduction current does the bias current occur in the plates, which creates a magnetic field. And according to the Bio-Savard rule for plate geometry, we will have a circular magnetic field. (F.M. Kabbary, M.S. Hately, B.G. Steward. Maxwell equations and Crossed-field Antenna. - EWAWW, 1989, March, p. 216-218). According to Maxwell's equations, the changing magnetic component of the bound field causes an electric field in its vicinity, and the electric field causes a magnetic field, etc. Thus, an electromagnetic wave is formed. (R. Feynman, R. Leighton, M. Sands. Feynman lectures on physics.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструкция антенны, на фиг.2 - центральный проводник выполнен в форме спирали, на фиг.3 - продольная ось отрезка коаксиальной линии расположена посередине между металлической пластиной и металлическим экраном и перпендикулярно продольной оси антенн, на фиг.4 - контактные элементы выполнены в форме спирали, на фиг.5 - контактные элементы выполнены П-образной формы, на фиг.6 - контактные элементы П -образной формы выполнены в форме спирали, на фиг.7 - конструкция двухкоординатной антенны, на фиг.8 - конструкция трехкоординатной антенны, на фиг.9 - схематически показан пример подключения антенны к блоку трансформатора импеданса, на фиг.10 - схематически показан пример параллельного подключения двух однокоординатных антенн, на фиг.11-14 - схематически показаны примеры подключения двухкоординатной антенны к блокам преобразования сигнала, на фиг.15-19 - схематически показаны примеры подключения трехкоординатной антенны к блокам преобразования сигнала, на фиг.20 - схематически показано расположение координатных поверхностей, на примере трехкоординатной антенны, и соответствующее расположение координатных линий, определяющих расположение центров трех металлических пластин.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows the design of the antenna, Fig. 2 - the central conductor is made in the form of a spiral, Fig. 3 - the longitudinal axis of the segment of the coaxial line is located in the middle between the metal plate and the metal screen and perpendicular to the longitudinal axis of the antennas, figure 4 - contact elements are made in the form of a spiral, figure 5 - contact elements are made in a U-shape, figure 6 - contact elements in a U-shape made in the form of a spiral, figure 7 - design of a two-coordinate antenna , Fig. 8 is a design of a three-axis antenna, Fig. 9 is a schematic diagram illustrating an example of connecting an antenna to an impedance transformer unit, Fig. 10 is a schematic diagram showing an example of parallel connection of two single-axis antennas, and Figs. 11-14 are schematically showing connection examples two-coordinate antenna to the signal conversion units, FIGS. 15-19 - schematically shows examples of connecting a three-coordinate antenna to the signal conversion units, FIG. 20 - schematically shows the location of the coordinate surfaces, at at least a three-coordinate antenna, and the corresponding location of the coordinate lines that determine the location of the centers of the three metal plates.
Антенна (фиг.1) содержит металлическую пластину 1, выполненную в форме диска, расположенную на диэлектрической подложке 2, которая установлена на металлический экран 3, параллельный металлической пластине 1, и отрезок коаксиальной линии 4, центральный проводник 5, одного конца которого гальванически соединен с металлическим диском 1, внешний проводник 6 гальванически соединен с металлическим экраном 3, при этом другой конец 7 отрезка коаксиальной линии 4 является выходным каналом антенны. Металлический экран 3 выполнен в форме диска, диаметром, равным диаметру диска металлической пластины 1, а центр металлической пластины 1 и центр металлического экрана 3 расположены на одной оси, являющейся осью антенны. Центральный проводник 5 и внешний проводник 6 одного конца отрезка коаксиальной линии 4 подключены в центре металлической пластины 1 и металлического экрана 3 соответственно.The antenna (figure 1) contains a
В антенне (фиг.2) центральный проводник 5 отрезка коаксиальной линии 4, расположенный между металлической пластиной 1 и металлическим экраном 3, выполнен в форме спирали.In the antenna (figure 2), the
Антенна (фиг.3) выполнена с расположением продольной оси отрезка коаксиальной линии 4 посередине между металлической пластиной 1 и металлическим экраном 3 и перпендикулярно продольной оси антенны, при этом металлическая пластина 1 и металлический экран 3, со стороны диэлектрической подложки 2, соединены с центральным 5 и внешним 6 проводниками отрезка коаксиальной линии 4 первым и вторым контактными элементами 8.The antenna (figure 3) is made with the longitudinal axis of the segment of the
В антенне (фиг.4) контактный элемент 8 выполнен в виде спирали.In the antenna (figure 4), the
Антенна (фиг.5) выполнена с расположением продольной оси отрезка коаксиальной линии 4 посередине между металлической пластиной 1 и металлическим экраном 3 и перпендикулярно продольной оси антенны, при этом металлическая пластина 1 и металлический экран 3 со стороны, противоположной диэлектрической подложке 1, соединены с центральным 5 и внешним 6 проводниками отрезка коаксиальной линии 4 первым и вторым контактными элементами 8, выполненными П-образной формы.The antenna (Fig. 5) is arranged with the longitudinal axis of the segment of the
В антенне (фиг.6) одна из ветвей первого и второго контактных элементов 8 П-образной формы выполнена в виде спирали.In the antenna (Fig.6) one of the branches of the first and
Контактный элемент 8, например, может быть выполнен: в виде металлического стержня или ленты, продольная ось которого расположена на продольной оси антенны; в форме спирали, являющейся индуктивностью; на полупроводниковом элементе с регулируемой, электрическим путем, емкостью.Contact
Антенна (фиг.7) снабжена второй идентичной антенной, причем диэлектрические подложки 2 первой и второй антенн расположены на двух взаимно перпендикулярных пересекающихся координатных поверхностях 9 и 10 соответственно, при этом металлические пластины 1 антенн не имеют гальванического контакта между собой и расположены на одном расстоянии от прямой пересечения 11 диэлектрической подложки 1 первой антенны и диэлектрической подложки 1 второй антенны. Центры металлических пластин 1 лежат в одной плоскости, перпендикулярной диэлектрическим подложкам 2 первой и второй антенн, расположенным на координатной поверхности 9 и координатной плоскости 10 соответственно. Другой отрезок коаксиальной линии 5, подключенный к металлической пластине 1 и металлическому экрану второй антенны, является вторым выходным каналом антенны.The antenna (Fig.7) is equipped with a second identical antenna, and the
Антенна (фиг.8) снабжена третьей идентичной антенной, причем диэлектрическая подложка 2 третьей антенны расположена на третьей координатной поверхности 12, перпендикулярной двум другим координатным поверхностям 9 и 10, и пересекается с ними по прямым 13 и 14, а металлическая пластина 1 не имеет гальванического контакта с металлическими пластинами 1 первой и второй антенны. Расстояние от центра металлической пластины 1 третьей антенны до прямой пересечения 12 диэлектрической подложки 2 третьей антенны с диэлектрической подложкой 2 первой антенны и прямой пересечения 14 диэлектрической подложки 2 третьей антенны с диэлектрической подложкой 2 второй антенны равно расстоянию от центра металлической пластины 1 первой антенны и центра металлической пластины 1 второй антенны до прямой пересечения 14 диэлектрической подложки 2 первой антенны с диэлектрической подложкой 2 второй антенны. Другой отрезок коаксиальной линии 5, подключенный к металлической пластине 1 и металлическому экрану третьей антенны, является третьим выходным каналом антенны.The antenna (Fig. 8) is equipped with a third identical antenna, and the
Антенна 1 (фиг.9) выполнена с подключением выходного канала 7 антенны к входному каналу блока трансформатора импеданса 15, выходной канал 16 которого является выходным каналом однокоординатной антенны.Antenna 1 (Fig. 9) is made by connecting the
В антенне (фиг.10) выходные каналы 7 первой антенны и второй антенны соединены параллельно и подключены к общему каналу 17, являющемуся суммарным выходным каналом двухкоординатной антенны.In the antenna (figure 10), the
Антенна (фиг.11) выполнена с подключением суммарного выходного канала 17 двухкоординатной антенны к входному каналу блока трансформатора импеданса 15, выходной канал которого является выходным каналом двухкоординатной антенны с заданным входным импедансом.The antenna (Fig. 11) is made by connecting the
В антенне (фиг.12) выходные каналы 7 первой и второй антенн подключены к первому и второму входному каналу блока согласующего преобразователя импеданса 18 соответственно, выходной канал которого является выходным каналом двухкоординатной антенны.In the antenna (Fig. 12), the
Антенна (фиг.13) выполнена с подключением выходного канала 7 антенны второй антенны к входным каналам первого и второго блоков трансформатора импеданса 15 соответственно, выходные каналы блоков трансформатора импедансов подключены к первому и второму каналам блока сумматора 19 соответственно, выходной канал которого является выходным каналом двухкоординатной антенны.The antenna (Fig. 13) is connected to the
В антенне (фиг.14) блоки трансформатора импеданса 15 последовательно соединены с входными каналами первого и второго блоков аналого-цифрового преобразователя 20, выходной канал которых подключен к первому и второму входным каналам блока сумматора 19 соответственно, выходной канал которого является выходным каналом двухкоординатной антенны. Блок сумматора 19 может быть заменен на блок комбинационного переключателя, структурная схема при этом не меняется.In the antenna (Fig. 14), the impedance transformer blocks 15 are connected in series with the input channels of the first and second blocks of the analog-to-
Антенна (фиг.15) выполнена с параллельным соединением выходного канала 7 первой, второй и третьей антенн и подключением к общему каналу 17, который является выходным каналом трехкоординатной антенны.The antenna (Fig. 15) is made with a parallel connection of the
Антенна 1 (фиг.16) выполнена с подключением выходного канала 17 трехкоординатной антенны к входному каналу блока трансформатора импеданса 15.Antenna 1 (Fig. 16) is made by connecting the
Антенна (фиг.17) выполнена с подключением выходных каналов 7 первой, второй, третьей антенн к первому, второму и третьему входным каналам блока согласующего преобразователя импеданса 18, выходной канал которого является выходным каналом трехкоординатной антенны.The antenna (Fig. 17) is made with the
На фиг.18 выходные каналы 7 первой, второй и третьей антенн подсоединены к входному каналу первого, второго и третьего блоков трансформатора импеданса 15 соответственно, выходные каналы которых подключены к первому, второму и третьему входным каналам блока сумматора 19 соответственно, выходной канал которого является выходным каналом трехкоординатной антенны.On
На фиг.19 первый, второй, третий блоки трансформатора импеданса 15, последовательно соединены с входными каналами первого, второго и третьего аналого-цифровых преобразователей 20, выходные каналы которых подключены к входным каналам блока сумматора 19 соответственно, выходной канал которого является выходным каналом трехкоординатной антенны. Блок сумматора 19 может быть заменен на блок комбинационного переключателя, структурная схема при этом не меняется.In Fig.19, the first, second, third blocks of the transformer of the
На фиг.20 схематически показано взаимное расположение на первой координатной поверхности 9 центра 21 металлической пластины 1 антенны, на второй координатной поверхности 10 центра 22 металлической пластины 1 второй антенны и на третьей координатной поверхности 12 центра 23 металлической пластины 1 третьей антенны, а также прямой пересечения 11 первой координатной поверхности 9 с второй координатной поверхностью 10, прямой пересечения 13 первой координатной поверхности 9 с третьей координатной поверхностью 12, прямой пересечения 14 второй координатной поверхности 10 с третьей координатной поверхностью 12, и взаимно перпендикулярное расположение плоскости 24 и 24, определяющее взаимное положение центров металлической пластины 1 первой, второй и третьей антенн.On Fig schematically shows the relative position on the first coordinate
Антенна работает следующим образом.The antenna works as follows.
В режиме приема падающая высокочастотная электромагнитная волна на металлической пластине 1 и металлическом экране 3 наводит поверхностный электрический ток проводимости, равный по величине плотности тока смещения в зазоре между металлической пластиной 1 и металлическим экраном 3, создает на отрезке коаксиальной линии 4 напряжение, соответствующее принятому высокочастотному сигналу.In the receiving mode, the incident high-frequency electromagnetic wave on the
Антенна имеет линейную поляризацию с ориентацией вектора поляризации перпендикулярно металлической пластине 1 и металлическому экрану 3 и диаграмму направленности, идентичную диаграмме направленности штыря. Расположение металлической пластины 1 и металлического экрана 3 на одной координатной поверхности обеспечивает однокоординатный прием сигнала. Диаметр металлической пластины 1 и металлического экрана 3 дисков, образующих антенну, выбирается много меньше длины волны, что определяет излучающие свойства антенны и обеспечивает сверхширокополосность при малых габаритах, а круговое магнитное поле формирует изотропную диаграмму направленности.The antenna has linear polarization with the orientation of the polarization vector perpendicular to the
Выполнение центрального проводника 5 отрезка коаксиальной линии 4 антенны в форме спирали (фиг.2) позволяет обеспечивать согласование антенны с запитывающей коаксиальной линией и менять резонансную частоту. Антенна, состоящая из двух или трех идентичных антенн, расположенных на двух или трех взаимно перпендикулярных пересекающихся координатных поверхностях, обеспечивает пространственный двухкоординатный или трехкоординатный прием сигнала. Величина наведенного сигнала в каждой антенне определяется направлением источника излучения и его диаграммой направленности относительно соответствующей антенны.The execution of the
Параллельное соединение отрезков коаксиальных линий 7 двух- или трехкоординатных антенн (фиг.10, фиг.15) позволяет определить суммарную (интегральную) напряженность электрического поля в полупространстве для двухкоординатной антенны и в объеме для трехкоординатной антенны в месте расположения антенны.The parallel connection of the segments of the
Подключение выходного отрезка 17 двух- или трехкоординатной антенны к блоку трансформатора импедансов (фиг.11, фиг.16) позволяет формировать требуемое волновое сопротивление на выходном отрезке коаксиальной линии блока трансформатора импедансов.Connecting the
Подключение к блоку согласующего преобразователя импеданса 18 отрезков коаксиальных линий 7 двухкоординатной антенны (фиг.12) или трехкоординатной антенны (фиг.17) позволяет согласовывать реактивные составляющие антенн и формировать требуемое выходное волновое сопротивление на выходном отрезке коаксиальной линии.Connecting to the unit of the
Использование блока сумматора 19 (фиг.13 и фиг.14) обеспечивает согласованное суммирование приемных сигналов на выходной канал двухкоординатной антенны или трехкоординатной антенны.Using the adder block 19 (Fig. 13 and Fig. 14) provides a coordinated summation of the receiving signals to the output channel of a two-coordinate antenna or three-coordinate antenna.
Суммарный выходной канал может быть выполнен, например, на коаксиальной линии или на полосковой линии.The total output channel can be performed, for example, on a coaxial line or on a strip line.
Суммарный выходной канал при параллельном соединении двух или трех антенн обеспечивает интегральный - суммарный прием сигнала одновременно по двум или трем координатам. При подключении к комбинационному переключателю на выходном канале антенны формируется либо однокоординатный прием по любой из координат положения антенны в пространстве, либо суммарный двух- или трехкоординатный прием. Суммарный выходной канал может быть выполнен, например, на коаксиальной линии или на полосковой линии.The total output channel with the parallel connection of two or three antennas provides an integral - total signal reception simultaneously in two or three coordinates. When connected to a combination switch on the output channel of the antenna, either a single-coordinate reception is formed at any of the coordinates of the antenna position in space, or a total two- or three-coordinate reception. The total output channel can be performed, for example, on a coaxial line or on a strip line.
Включение между блоками трансформаторов импеданса 15 и блоком сумматора 19 блоков аналого-цифрового преобразователя 20 позволяет осуществлять обработку принятого сигнала в цифровой форме.The inclusion between the blocks of the transformers of the
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009110592/09A RU2397581C1 (en) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | Antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009110592/09A RU2397581C1 (en) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | Antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2397581C1 true RU2397581C1 (en) | 2010-08-20 |
Family
ID=46305636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009110592/09A RU2397581C1 (en) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | Antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2397581C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554301C1 (en) * | 2014-03-06 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Device for continuous monitoring in time of total dose of magnetic field with 50 hz frequency |
-
2009
- 2009-03-23 RU RU2009110592/09A patent/RU2397581C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПАНЧЕНКО Б.А., НЕФЕДОВ Е.И. Микрополосковые антенны. - М.: Радио и связь, 1986, с.89, рис.3.1.а. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554301C1 (en) * | 2014-03-06 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Device for continuous monitoring in time of total dose of magnetic field with 50 hz frequency |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7079081B2 (en) | Slotted cylinder antenna | |
| JP2006033798A (en) | Antenna device and portable radio terminal | |
| WO2016012845A1 (en) | Slotted slot antenna | |
| WO2011034205A1 (en) | High frequency coupler | |
| EP2412057A2 (en) | Compact circularly polarized omni-directional antenna | |
| WO2006137575A1 (en) | Strip line type right-hand/left-hand system composite line or left-hand system line and antenna using the same | |
| JP5336874B2 (en) | Antenna device and RFID tag | |
| KR101756816B1 (en) | Scalable frequency selective surface with miniaturized unit cell | |
| RU2397581C1 (en) | Antenna | |
| TWI657618B (en) | Ultra wide band antenna | |
| Sheeja et al. | Compact tri-band metamaterial antenna for wireless applications | |
| Douglas | Design and Analysis of microstrip antenna for 2.4 GHz applications | |
| JP7153529B2 (en) | Antenna device and wireless communication system | |
| Casula et al. | Design of a printed wide band Log-periodic antenna dipole array with a new feeding tecnique | |
| Mezaal et al. | New miniature microstrip antenna for UWB wireless communications | |
| Panahi | Reconfigurable monopole antennas with circular polarization | |
| CN214336912U (en) | Vivaldi antenna | |
| RU2507648C2 (en) | Hybrid slit antenna | |
| KR101420260B1 (en) | Wireless Power Transfer Apparatus using Artificial Perfect Magnetic Conductor | |
| Elleithy et al. | Conformal microstrip printed antenna | |
| Necibi et al. | A New 30 GHz AMC/PRS RFID Reader Antenna with Circular Polarization | |
| Pradeep et al. | Performance Enhancement of Micro strip Patch Antenna Using Metamaterial | |
| RU2387058C1 (en) | Folded dipole | |
| US20170301994A1 (en) | Antenna for Far Field Transceiving | |
| Liu et al. | Wideband printed loop-dipole antenna with magnetic-electric coupling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190324 |