RU2404491C1 - Antenna - Google Patents
Antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2404491C1 RU2404491C1 RU2010106580/07A RU2010106580A RU2404491C1 RU 2404491 C1 RU2404491 C1 RU 2404491C1 RU 2010106580/07 A RU2010106580/07 A RU 2010106580/07A RU 2010106580 A RU2010106580 A RU 2010106580A RU 2404491 C1 RU2404491 C1 RU 2404491C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductors
- segments
- wide
- narrow
- plates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах в качестве направленной антенны линейной поляризации.The invention relates to radio engineering and can be used in antenna-feeder devices as a directional antenna of linear polarization.
Известна антенна, содержащая диэлектрическую подложку, два отрезка проводников, образующих фидерную линию, каждый из которых размещен на диэлектрической подложке и выполнен в виде узких прямоугольников и широких прямоугольников, соединенных и чередующихся между собой вдоль продольной оси отрезков проводников, причем узкие прямоугольники одного отрезка проводников расположены напротив широких прямоугольников другого отрезка проводников, а длина сторон узких и широких прямоугольников вдоль продольной оси отрезков проводников выбрана λ/2, где λ - длина средней рабочей волны (Патент РФ № 2227948. H01Q 1/38, опубл. 27.04.2004).A known antenna containing a dielectric substrate, two pieces of conductors forming a feeder line, each of which is placed on a dielectric substrate and made in the form of narrow rectangles and wide rectangles connected and alternating along the longitudinal axis of the segments of conductors, and the narrow rectangles of one segment of conductors are located opposite the wide rectangles of another segment of conductors, and the lengths of the sides of narrow and wide rectangles along the longitudinal axis of the segments of conductors are selected a λ / 2, where λ - length of the average operating wavelength (RF patent number 2227948.
В этом устройстве два отрезка проводников размещены в одной плоскости на одной стороне поверхности диэлектрической подложки. Для каждого из отрезков проводников одна из сторон узкого прямоугольника совмещена со стороной широкого прямоугольника с образованием обращенных друг к другу параллельных линий между отрезками проводников. Для каждого из отрезков проводников введены прямоугольные пластины, расположенные на диэлектрической подложке в промежутках между широкими прямоугольниками с образованием щелевого зазора с узким прямоугольником и с соседним широким прямоугольником.In this device, two pieces of conductors are placed in one plane on one side of the surface of the dielectric substrate. For each of the segments of the conductors, one of the sides of the narrow rectangle is aligned with the side of the wide rectangle with the formation of parallel lines facing each other between the segments of the conductors. For each of the segments of the conductors, rectangular plates are introduced, located on the dielectric substrate in the gaps between the wide rectangles with the formation of a gap gap with a narrow rectangle and with an adjacent wide rectangle.
В устройстве возможно использование экрана, однако в нем ЭДС прикладывается в область пластин между узким и широким прямоугольниками, что создает набеги фаз, искажает диаграмму направленности (ДН), снижает коэффициент полезного действия (КПД) и коэффициент направленного действия (КНД). Кроме того, токи в отрезках проводников в известном устройстве текут попутно, что снижает широкополосность антенны и коэффициент усиления (КУ). Экран расположен под диэлектрической подложкой, т.е. параллельно плоскости расположения отрезков проводников, что снижает эффективность экранирования. Такую антенну сложно использовать в качестве двух симметричных вибраторов. Из-за введения прямоугольных пластин с образованием щелевого зазора с узким прямоугольником и с соседним широким прямоугольником конструкция антенны усложняется и ее нельзя использовать без диэлектрической подложки.The device can use a screen, but in it the EMF is applied to the area of the plates between the narrow and wide rectangles, which creates phase incursions, distorts the radiation pattern (ND), reduces the efficiency (Efficiency) and directional coefficient (KND). In addition, the currents in the segments of the conductors in the known device flow along the way, which reduces the broadband antenna and gain (KU). The screen is located under the dielectric substrate, i.e. parallel to the plane of the location of the segments of the conductors, which reduces the effectiveness of shielding. Such an antenna is difficult to use as two symmetrical vibrators. Due to the introduction of rectangular plates with the formation of a gap with a narrow rectangle and an adjacent wide rectangle, the antenna design is complicated and cannot be used without a dielectric substrate.
Наиболее близкой является антенна, содержащая два отрезка проводников, образующих фидерную линию, каждый из которых размещен в параллельных плоскостях и выполнен в виде узких пластин и широких пластин, исполненных прямоугольными, соединенных и чередующихся между собой вдоль продольной оси отрезков проводников, причем узкие пластины одного отрезка проводников расположены напротив широких пластин другого отрезка проводников, при этом для подключения ЭДС использован коаксиальный кабель, центральная жила которого подсоединена к одному отрезку проводника, а наружная соответственно к другому. (Патент США № 5339089, H01Q 1/38, опубл. 16.08.1994.)The closest is an antenna containing two pieces of conductors forming a feeder line, each of which is placed in parallel planes and made in the form of narrow plates and wide plates, made rectangular, connected and alternating along the longitudinal axis of the segments of conductors, and narrow plates of one segment conductors are located opposite the wide plates of another segment of conductors, while a coaxial cable is used to connect the EMF, the central core of which is connected to one piece of conductor, and the outer, respectively, to another. (US patent No. 5339089,
В этой антенне два отрезка проводников могут быть выполнены без диэлектрической подложки или с ее использованием. В этом техническом решении края широких прямоугольных пластин одного отрезка проводников загнуты вдоль торцов (диэлектрической подложки) в направлении к узким прямоугольным пластинам другого отрезка проводников в виде желобов, а образованные желоба частично с торцов узких прямоугольных пластин окружают отрезок проводника. Узкие пластины расположены симметрично на одной продольной оси с широкими пластинами. Длина сторон узких и широких пластин вдоль продольной оси отрезков проводников выбрана λ2, где λ - средняя длина рабочей волны.In this antenna, two pieces of conductors can be made without a dielectric substrate or with its use. In this technical solution, the edges of wide rectangular plates of one segment of conductors are bent along the ends (dielectric substrate) in the direction to the narrow rectangular plates of another segment of conductors in the form of gutters, and the formed gutters partially from the ends of narrow rectangular plates surround the segment of the conductor. Narrow plates are located symmetrically on one longitudinal axis with wide plates. The lengths of the sides of the narrow and wide plates along the longitudinal axis of the segments of the conductors are selected λ2, where λ is the average length of the working wave.
Это техническое решение имеет следующие ограничения.This technical solution has the following limitations.
Поскольку излучение осуществляется со стороны широких прямоугольников, а узкие прямоугольники выполняют только функцию отрезков линии соединения широких прямоугольников, то необходимо подавлять излучение от узких прямоугольников для обоих отрезков проводников. Принудительное подавление излучения для узких прямоугольников приводит к уменьшению общей излучающей поверхности и, как следствие, к уменьшению сопротивления излучения антенны. Таким образом, коэффициент полезного действия (КПД) и коэффициент направленного действия (КНД) уменьшается. В устройстве ЭДС прикладывается от коаксиального кабеля в область между узкой и широкой пластинами, что создает набеги фаз, искажает диаграмму направленности (ДН), снижает КПД и КНД. Такую антенну практически невозможно использовать в качестве двух симметричных вибраторов (отсутствует естественная симметрия).Since the radiation is carried out from the side of wide rectangles, and narrow rectangles perform only the function of segments of the connection line of wide rectangles, it is necessary to suppress radiation from narrow rectangles for both segments of conductors. Forced suppression of radiation for narrow rectangles leads to a decrease in the total emitting surface and, as a consequence, to a decrease in the radiation resistance of the antenna. Thus, the coefficient of performance (COP) and the coefficient of directional action (KND) is reduced. In the device, the EMF is applied from the coaxial cable to the area between the narrow and wide plates, which creates phase incursions, distorts the radiation pattern (DN), and reduces the efficiency and directivity. Such an antenna is almost impossible to use as two symmetrical vibrators (there is no natural symmetry).
Кроме того, известное техническое решение является конструктивно сложным. Трудно обеспечить точность совмещения желобов относительно узких прямоугольных пластин, необходимо технологически обрабатывать торцы диэлектрической пластины. Такая конструкция практически исключает возможность расположения антенны над плоским экраном с обеспечением равновеликого воздействия наведенных от плоского экрана сопротивлений для обоих отрезков проводников одновременно с целью обеспечения синфазного излучения.In addition, the known technical solution is structurally complex. It is difficult to ensure the accuracy of alignment of the gutters with respect to narrow rectangular plates; it is necessary to technologically process the ends of the dielectric plate. This design virtually eliminates the possibility of placing the antenna above the flat screen with equal effects of the impedances induced from the flat screen for both segments of the conductors at the same time in order to ensure common-mode radiation.
Решаемая изобретением задача - улучшение технико-эксплуатационных характеристик антенны.The problem solved by the invention is to improve the technical and operational characteristics of the antenna.
Технический результат, который может быть получен при выполнении антенны, - увеличение широкополосности, КУ, КПД и КНД, упрощение конструкции.The technical result that can be obtained by performing the antenna is an increase in broadband, KU, efficiency and KND, simplifying the design.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известной антенне, содержащей два отрезка проводников, образующих фидерную линию, каждый из которых размещен в параллельных плоскостях и выполнен в виде узких пластин и широких пластин, исполненных прямоугольными, с равными длинами продольных сторон, соединенных и чередующихся между собой вдоль продольной оси отрезков проводников, причем узкие пластины одного отрезка проводников расположены напротив широких пластин другого отрезка проводников, при этом для подключения ЭДС использован коаксиальный кабель, центральная жила которого подсоединена к одному отрезку проводника, а наружная соответственно к другому, согласно заявленному устройству введен экран, установленный ортогонально плоскостям размещения отрезков проводников с зазором относительно них, для каждого из отрезков проводников одна из сторон узкой пластины совмещена со стороной широкой пластины с образованием прямолинейных параллельных линий, расположенных в одной плоскости между отрезками проводников с одного из их краев, отрезки проводников служат симметричными вибраторами, середина отрезков проводников предназначена для подключения ЭДС коаксиальным кабелем, центральная жила которого подсоединена к области края широкой пластины одного из отрезков проводников, а наружная соответственно к обращенному к ней краю широкой пластины другого из отрезков проводников.To solve the problem with achieving the specified technical result in a known antenna containing two pieces of conductors forming a feeder line, each of which is placed in parallel planes and made in the form of narrow plates and wide plates made rectangular, with equal lengths of the longitudinal sides connected and segments of conductors alternating along the longitudinal axis, and the narrow plates of one segment of conductors are located opposite the wide plates of another segment of conductors, when Ohm, a coaxial cable was used to connect the EMF, the central core of which is connected to one section of the conductor, and the outside, respectively, to another, according to the claimed device, a screen is installed, which is installed orthogonally to the planes for the placement of the segments of conductors with a gap relative to them, for each of the segments of conductors one of the sides of a narrow plate combined with the side of the wide plate with the formation of rectilinear parallel lines located in the same plane between the segments of the conductors from one of their Aev, the segments of the conductors serve as symmetric vibrators, the middle of the segments of the conductors is designed to connect the EMF with a coaxial cable, the central core of which is connected to the edge region of the wide plate of one of the segments of the conductors, and the outer core, respectively, to the edge of the wide plate of another of the segments of the conductors.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:Additional embodiments of the device are possible, in which it is advisable that:
- была введена диэлектрическая пластина, а отрезки проводников были расположены на ее противоположных наружных поверхностях;- a dielectric plate was introduced, and pieces of conductors were located on its opposite outer surfaces;
- был введен металлический короб;- a metal box was introduced;
- экраном служило бы днище металлического короба;- the bottom would be the bottom of a metal box;
- диэлектрическая пластина была установлена в металлическом коробе посредством фиксаторов, закрепленных на его стенках;- the dielectric plate was installed in a metal box by means of clamps mounted on its walls;
- была введена радиопрозрачная крышка металлического короба;- a radiolucent cover of the metal box was introduced;
- были введены слои диэлектрика, расположенные на наружных поверхностях отрезков проводников;- insulator layers were introduced, located on the outer surfaces of the segments of conductors;
- длина сторон узких и широких пластин вдоль продольной оси отрезков проводников была выбрана λ/2, где λ - средняя длина рабочей волны.- the length of the sides of the narrow and wide plates along the longitudinal axis of the segments of the conductors was chosen λ / 2, where λ is the average length of the working wave.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by the best option for its implementation with reference to the accompanying figures.
Фиг.1 схематично в изометрии изображает заявленное устройство.Figure 1 schematically in isometric depicts the claimed device.
Фиг.2 - схематично вариант исполнения устройства, сечение в плоскости XZ на фиг.1.Figure 2 - schematically an embodiment of the device, a cross section in the XZ plane of figure 1.
Фиг.3 то же, что фиг 2, сечение в плоскости XY на фиг.1.Figure 3 is the same as Figure 2, a section in the XY plane of Figure 1.
Антенна (фиг.1) содержит два отрезка 1 и 2 проводников, образующих фидерную линию. Каждый из отрезков 1 и 2 размещен в параллельных плоскостях и выполнен в виде узких пластин 3 и широких пластин 4, исполненных прямоугольными, соединенных и чередующихся между собой вдоль продольной оси отрезков 1 и 2. Узкие пластины 3 одного отрезка 1 проводников расположены напротив широких пластин 4 другого отрезка 2. Для подключения ЭДС использован коаксиальный кабель, центральная жила 5 которого подсоединена к одному отрезку 1 проводника, а наружная жила 6 соответственно к другому отрезку 2.The antenna (figure 1) contains two
В устройство введен экран 7, установленный ортогонально плоскостям размещения отрезков 1 и 2 проводников с зазором W относительно них. Для каждого из отрезков 1 и 2 проводников одна из сторон узкой пластины 3 совмещена со стороной широкой пластины 4 с образованием прямолинейных параллельных линий, расположенных в одной плоскости между отрезками 1 и 2 проводников с одного из их краев. Отрезки 1 и 2 проводников служат симметричными вибраторами (на фиг.1 - I и I плечи одного вибратора, II и II - плечи другого вибратора). Середина отрезков 1 и 2 проводников предназначена для подключения ЭДС коаксиальным кабелем. Центральная жила 5 коаксиального кабеля подсоединена к краю (области) широкой пластины 4 одного из отрезков 1 проводников, а наружная жила 6 соответственно к обращенному к нему краю (области) широкой пластины 4 другого из отрезков 2 проводников.A
В устройство (фиг.2, 3) может быть введена диэлектрическая пластина 8, а отрезки 1 и 2 проводников расположены на ее противоположных наружных поверхностях.A
В устройство введен металлический короб 9.A
Целесообразно, чтобы экраном 7 служило днище металлического короба 9.It is advisable that the
Кроме того, диэлектрическая пластина 8 может быть установлена в металлическом коробе 9 посредством фиксаторов 10, закрепленных на его стенках.In addition, the
Для герметизации может быть введена радиопрозрачная крышка 11 металлического короба (фиг.2).For sealing, a radiolucent cover 11 of the metal box can be introduced (FIG. 2).
Кроме того, для дополнительной герметизации могут быть введены слои 12 диэлектрика (фиг.3), расположенные на наружных поверхностях отрезков проводников.In addition, for additional sealing can be introduced
Длина сторон узких и широких пластин 3, 4 вдоль продольной оси отрезков проводников выбрана λ/2, где λ - средняя длина рабочей волны.The length of the sides of the narrow and
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Как видно из фиг - 1, конструкция антенны реализует схему двух симметричных вибраторов с плечами одного вибратора I и I и плечами II и II другого. Причем в отличие от аналогов токи в отрезках 1 и 2 между пластинами протекают встречно. Плечи каждого из симметричных вибраторов, оставаясь параллельными друг другу, не лежат на одной прямой, а разделены промежутком, равным зазору ввода ЭДС возбуждения. Осуществляется эффективное использование энергии токов высоких частот, протекающих по отрезкам 1 и 2 в двух симметричных вибраторах без потери энергии на «паразитной» горизонтальной составляющей поля Е излучения. Дальняя сторона узких пластин 3 (неизлучающих) находится ближе к экрану 7, ортогональному относительно плоскостей расположения пластин отрезков 1 и 2, чем дальняя сторона широких пластин 4 (излучающих). За счет этого увеличивается КУ, КПД, КНД.As can be seen from FIG. 1, the antenna design implements a circuit of two symmetrical vibrators with the arms of one vibrator I and I and the arms II and II of the other. Moreover, unlike analogs, the currents in
При использовании (фиг.2, 3) диэлектрической пластины 8 (подложки) и металлического короба 9 по сравнению с ближайшим аналогом удается упростить конструкцию. Диэлектрическая пластина 8 крепится в металлическом коробе 9 ортогонально его днищу при помощи фиксаторов 10, например зажимов. На металлический короб 9 надевается радиопрозрачная крышка 11. Весь пакет токонесущух отрезков 1 и 2 проводников может быть покрыт слоями 12 диэлектрика, например полиэтиленом или каким-либо иным радиопрозрачным герметиком.When using (figure 2, 3) a dielectric plate 8 (substrate) and a
Размеры экрана 7 (днища металлического короба 9) по оси Y определяют ширину диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости. Размеры длин плечей I-I и II-II симметричных вибраторов определяют ДН антенны в вертикальной плоскости.The dimensions of the screen 7 (the bottom of the metal box 9) along the Y axis determine the width of the antenna radiation pattern in the horizontal plane. The dimensions of the lengths of the shoulders of the I-I and II-II symmetrical vibrators determine the antenna bottom in the vertical plane.
Сравнительно с упомянутым аналогом - патентом РФ № 2227948 заявленное техническое решение представляет собой разворот отрезков 1 и 2 проводников друг к другу относительно продольной оси на 90° и новую связь подключения коаксиального кабеля. Относительно ближайшего аналога - патента США № 5339089 заявленное техническое решение представляет собой новую конфигурацию отрезков 1 и 2 проводников относительно экрана 7, а также новую, неизвестную ранее из уровня техники связь подключения коаксиального кабеля.Compared with the aforementioned analogue - RF patent No. 2227948, the claimed technical solution is a turn of
Заявленное техническое решение позволяет получить величины КУ до 17 дБ, увеличить широкополосность не менее чем на 50%.The claimed technical solution allows you to get the value of KU up to 17 dB, increase broadband by at least 50%.
Специалистам понятно, что возможно использование и других материалов или элементов конструкции, не изменяющих технической сущности заявленного устройства.Specialists understand that it is possible to use other materials or structural elements that do not change the technical nature of the claimed device.
Наиболее успешно заявленная антенна может быть промышленно применима в качестве направленной антенны линейной поляризации, в частности как базовая антенна для транкинговой системы связи.The most successfully claimed antenna can be industrially applicable as a directional antenna of linear polarization, in particular as a base antenna for a trunked communication system.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010106580/07A RU2404491C1 (en) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | Antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010106580/07A RU2404491C1 (en) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | Antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2404491C1 true RU2404491C1 (en) | 2010-11-20 |
Family
ID=44058546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010106580/07A RU2404491C1 (en) | 2010-02-26 | 2010-02-26 | Antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2404491C1 (en) |
-
2010
- 2010-02-26 RU RU2010106580/07A patent/RU2404491C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109301473B (en) | 5G millimeter wave broadband differential antenna | |
CN110401026B (en) | Magnetoelectric dipole filtering antenna with approximate elliptical filtering response | |
KR20120088471A (en) | Dual-polarized antenna for mobile communication base station and multi-band antenna system | |
US7999744B2 (en) | Wideband patch antenna | |
Ghoname et al. | Design of a planar MIMO antenna for LTE-advanced | |
Chithradevi et al. | A compat UWB MIMO antenna with high isolation and low correlation for wireless applications | |
CN107317100A (en) | A kind of dual polarization antenna radiation unit and antenna assembly | |
KR20130049342A (en) | Augmented antenna | |
CN110444866A (en) | A kind of ternary micro-strip dipole antenna based on PEG and yagi aerial structure | |
CN104518289A (en) | Dual-polarized slotted waveguide antenna array | |
CN212434829U (en) | Broadband dual-polarized small-sized magnetoelectric dipole antenna suitable for 5G macro base station | |
Mukherjee et al. | Implementation of dual-frequency longitudinal slot array antenna on substrate integrated waveguide at X-band | |
RU118474U1 (en) | BROADBAND STRIP ANTENNA WITH DOUBLE POLARIZATION | |
JP2012256967A (en) | Waveguide microstrip line converter | |
JP5496967B2 (en) | Dual-frequency antenna | |
RU2404491C1 (en) | Antenna | |
CN111009725A (en) | Leaky-wave antenna | |
Chopra et al. | Corner fed microstrip antenna array with reduced cross polarization and side lobe level | |
Naser et al. | Compact high isolation meandered-line PIFA antenna for LTE (band-class-13) handset applications | |
Zhang et al. | Reduction of mutual coupling between cavity-backed slot antenna elements | |
Gao et al. | Wide-beam Planar End-fire Circularly Polarized Antenna Based on SIW | |
Ali et al. | H-shaped microstrip patch antenna using L-probe fed for wideband applications | |
Gu et al. | Substrate intergrated E-plane horn antenna | |
Kharche et al. | Mutual coupling reduction using variable length SRR like structure in ultra wideband MIMO antennas | |
JP5858844B2 (en) | Antenna device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120227 |