RU2432650C1 - Planar antenna with controlled polarisation characteristic - Google Patents
Planar antenna with controlled polarisation characteristic Download PDFInfo
- Publication number
- RU2432650C1 RU2432650C1 RU2010110828/07A RU2010110828A RU2432650C1 RU 2432650 C1 RU2432650 C1 RU 2432650C1 RU 2010110828/07 A RU2010110828/07 A RU 2010110828/07A RU 2010110828 A RU2010110828 A RU 2010110828A RU 2432650 C1 RU2432650 C1 RU 2432650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- radiating elements
- plane
- waveguide
- screen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к антенной технике и может быть использовано в системах радиосвязи, радиолокации и в охранных устройствах и системах, а также системах приема передач спутникового телевизионного и радиовещания диапазонов сверхвысоких частот (СВЧ) и крайне высоких частот (КВЧ). The proposed device relates to antenna technology and can be used in radio communication systems, radar systems and in security devices and systems, as well as transmission systems for satellite television and radio broadcasting of ultra-high frequency (microwave) and extremely high frequency (EHF) ranges.
Известна плоская антенна с использованием поверхностной волны [1], выполненная на основе экранированного диэлектрического радиального волновода с решеткой концентрических металлических колец, возбуждаемая через щель в центре экрана, над которой на внешней поверхности диэлектрического волновода расположен согласующий элемент в виде металлического диска. Антенна представляет собой антенную решетку с центральным питанием и излучением по нормали к плоскости раскрыва и может обеспечивать управление поляризацией излучения.Known flat antenna using a surface wave [1], made on the basis of a shielded radial waveguide with a grid of concentric metal rings, excited through a slot in the center of the screen, over which on the outer surface of the dielectric waveguide is a matching element in the form of a metal disk. An antenna is an antenna array with central power and radiation normal to the aperture plane and can provide radiation polarization control.
Недостатком этой антенны является низкая эффективность, определяемая как произведение коэффициента полезного действия (КПД) и коэффициента использования поверхности (КИП) раскрыва антенны, которая не превышает 50%. Это обусловлено тем, что при реализуемом в антенне азимутальном амплитудном распределении поля в раскрыве ее КИП не может быть выше 50%. Кроме того, излучение этой антенны неизбежно содержит значительную ортогонально-поляризованную составляющую.The disadvantage of this antenna is its low efficiency, defined as the product of the coefficient of performance (COP) and the surface utilization coefficient (KPI) of the antenna aperture, which does not exceed 50%. This is due to the fact that with the azimuthal amplitude field distribution implemented in the antenna in the aperture of its field, the instrumentation cannot be higher than 50%. In addition, the radiation of this antenna inevitably contains a significant orthogonally polarized component.
Известна микрополосковая антенная решетка [2] для приема/излучения волн с двумя ортогональными поляризациями, в которых используется многослойная металлодиэлектрическая структура с двумерными решетками полосковых излучателей, обладающая высокой эффективностью в режиме излучения по нормали к плоскости раскрыва.Known microstrip antenna array [2] for receiving / emitting waves with two orthogonal polarizations, which use a multilayer metal-dielectric structure with two-dimensional arrays of strip emitters, which is highly efficient in the radiation mode normal to the aperture plane.
Недостатком данной антенны является сложность конструкции, содержащей 7-9 слоев с различными электрофизическими параметрами, формой и топологией металлических элементов.The disadvantage of this antenna is the complexity of the design, containing 7-9 layers with various electrophysical parameters, shape and topology of metal elements.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является планарная двухполяризационная антенна с наклонным излучением по отношению к нормали к плоскости раскрыва [3], принятая за прототип.The closest in technical essence to the proposed one is a planar bipolarization antenna with oblique radiation relative to the normal to the aperture plane [3], adopted as a prototype.
На фиг.1 представлен чертеж антенны-прототипа, где обозначено:Figure 1 presents a drawing of the antenna of the prototype, where indicated:
1, 2 - линейные решетки излучающих элементов, образующие устройство возбуждения планарного металлодиэлектрического волновода;1, 2 — linear arrays of radiating elements forming an excitation device for a planar metal-dielectric waveguide;
3 - планарный металлодиэлектрический волновод с двумерной решеткой излучающих элементов, расположенный на металлическом экране.3 - planar metal-dielectric waveguide with a two-dimensional array of radiating elements located on a metal screen.
Антенна-прототип содержит линейные решетки излучающих элементов 1 и 2, установленные у торцов планарного металлодиэлектрического волновода 3, и образующие устройство возбуждения планарного металлодиэлектрического волновода 3. При подаче СВЧ-колебаний либо на вход линейной решетки 1, либо на вход линейной решетки 2 антенна излучает волны с ортогональными поляризациями. В данной антенне достигается КИП, превышающий 50%.The prototype antenna contains linear arrays of
Недостатками антенны-прототипа являются: работа в режиме наклонного излучения по отношению к плоскости излучающего раскрыва, а также узкая полоса рабочих частот антенны при ее фиксированной ориентации в пространстве, ограниченная частотной зависимостью положения диаграммы направленности (ДН) в угломестной плоскости.The disadvantages of the prototype antenna are: work in the mode of oblique radiation with respect to the plane of the radiating aperture, as well as a narrow band of operating frequencies of the antenna with its fixed orientation in space, limited by the frequency dependence of the position of the radiation pattern in the elevation plane.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение работы антенны в режиме излучения по нормали к плоскости излучающего раскрыва с управляемой поляризацией, а также расширение полосы рабочих частот.The objective of the proposed technical solution is to ensure the operation of the antenna in the radiation mode normal to the plane of the radiating aperture with controlled polarization, as well as expanding the operating frequency band.
Для решения поставленной задачи в плоской антенне с управляемой поляризационной характеристикой, содержащей металлический экран и плоский диэлектрический волновод, на внешней поверхности которого размещена двумерная решетка основных излучающих элементов, а также устройство возбуждения плоского диэлектрического волновода в виде двух линейных решеток вспомогательных излучающих элементов, согласно изобретению основные излучающие элементы двумерной решетки расположены в узлах квадратной сетки с периодом порядка длины волны в плоском диэлектрическом волноводе, причем ширина центральных ортогональных рядов основных излучающих элементов имеет размер порядка периода решетки, а линейные решетки вспомогательных излучающих элементов, образующие устройство возбуждения, расположены ортогонально друг другу, имеют общий центральный вход, а экран снабжен крестообразной щелью, расположенной под центральными основными излучающими элементами двумерной решетки.To solve the problem in a flat antenna with a controlled polarization characteristic, containing a metal screen and a flat dielectric waveguide, on the outer surface of which there is a two-dimensional array of the main radiating elements, as well as a device for exciting a flat dielectric waveguide in the form of two linear arrays of auxiliary radiating elements, according to the invention, the main radiating elements of a two-dimensional lattice are located in the nodes of a square grid with a period of the order of the wavelength in the plane m dielectric waveguide, and the width of the central orthogonal rows of the main radiating elements has a size of the order of the lattice period, and the linear lattices of the auxiliary radiating elements forming the excitation device are arranged orthogonally to each other, have a common central entrance, and the screen is equipped with a cross-shaped slot located under the central main radiating elements of a two-dimensional lattice.
На фиг.1 представлен чертеж антенны-прототипа; на фиг.2 - общий вид предлагаемой антенны с вырезанной частью ПДВ для показа крестообразной щели; на фиг.3 а) - чертеж предлагаемой антенны; на фиг 3 б) - металлический экран с крестообразной щелью; на фиг.4 а), б) - пример выполнения первого устройства возбуждения предлагаемой антенны; на фиг.5 - схема предлагаемой антенны, поясняющая принцип ее действия; на фиг.6 - общий вид предлагаемой антенны с дополнительными бортиками; на фиг.7 - пример выполнения второго устройства возбуждения предлагаемой антенны; на фиг.8 - частотные зависимости модуля коэффициента отражения напряжения (а) и коэффициента усиления G антенн (б); на фиг.9 - ДН антенн в E- и H-плоскостях на частоте 9,6 ГГц: базовой («модельной») антенны (а) и антенны с устройством возбуждения на основе линейных решеток (б); на фиг.10 - частотные зависимости модуля коэффициента отражения напряжения s11 (а) и коэффициента усиления G антенн (б); на фиг.11 - диаграммы направленности в E- и H-плоскостях антенны с устройством возбуждения в виде линейных полосковых решеток ступенчатого типа на частоте 9,7 ГГц.Figure 1 presents a drawing of the antenna prototype; figure 2 is a General view of the proposed antenna with a cut out part of the MPE to show a cross-shaped slit; figure 3 a) is a drawing of the proposed antenna; in Fig. 3 b) - a metal screen with a cross-shaped slit; figure 4 a), b) is an example of a first excitation device of the proposed antenna; figure 5 is a diagram of the proposed antenna, explaining the principle of its operation; figure 6 is a General view of the proposed antenna with additional sides; 7 is an example of a second excitation device of the proposed antenna; on Fig - frequency dependence of the module of the reflection coefficient of the voltage (a) and the gain G of the antennas (b); in Fig.9 - the bottom of the antennas in the E- and H-planes at a frequency of 9.6 GHz: the base ("model") antenna (a) and the antenna with an excitation device based on linear arrays (b); figure 10 - frequency dependence of the module of the reflection coefficient of voltage s 11 (a) and the gain G of the antennas (b); 11 - radiation patterns in the E- and H-planes of the antenna with an excitation device in the form of linear strip gratings of a stepped type at a frequency of 9.7 GHz.
На фиг.2, 3а), 3б), 4а), 4б), 5 приняты следующие обозначения:In figure 2, 3A), 3B), 4A), 4B), 5 the following notation:
1, 2 - линейные решетки вспомогательных излучающих элементов;1, 2 - linear gratings of auxiliary radiating elements;
3 - плоский диэлектрический волновод (ПДВ) с двумерной решеткой основных излучающих элементов;3 - a planar dielectric waveguide (PDW) with a two-dimensional lattice of the main radiating elements;
4 - металлический экран;4 - metal screen;
5 - устройство возбуждения;5 - excitation device;
6, 7 - отверстия в экране, образующие крестообразную щель;6, 7 — openings in the screen forming a cross-shaped slit;
8 - крестообразная щель;8 - cruciform fissure;
Z, X, Y - оси координат;Z, X, Y - coordinate axes;
d - период двумерной решетки;d is the period of the two-dimensional lattice;
w - длина стороны излучателя.w is the length of the side of the emitter.
9 - общий вход устройства возбуждения.9 - a common input of the excitation device.
Предлагаемая антенна содержит металлический экран 4, плоский диэлектрический волновод 3, на внешней поверхности которого имеется двумерная решетка основных излучающих элементов, а также устройство возбуждения плоского диэлектрического волновода 5 в виде двух линейных решеток вспомогательных излучающих элементов 1 и 2, которые расположены в узлах квадратной сетки с периодом порядка длины волны в плоском диэлектрическом волноводе 3, причем ширина центральных ортогональных рядов основных излучающих элементов имеет размер порядка периода решетки, а линейные решетки, образующие устройство возбуждения 5, расположены ортогонально друг другу, имеют общий центральный вход 9 и подключены через крестообразную щель 8, образованную отверстиями 6 и 7 в экране 4 под центральными основными излучающими элементами двумерной решетки.The proposed antenna contains a
Примером устройства возбуждения 5 (фиг.4 б) могут служить ортогональные друг другу линейные решетки 1 и 2, выполненные на основе диэлектрических волноводов с металлическими полосками, размещенных в желобковых металлических волноводах. Решетки 1 и 2 объединены в центре и имеют общий вход 9.An example of an excitation device 5 (Fig. 4 b) can be
Эксплуатация предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The operation of the proposed device is as follows.
В режиме управляемой поляризации излучения предлагаемая антенна действует следующим образом. СВЧ-колебания подводятся к входу 9 устройства возбуждения 5 через переключатель поляризации (внешнее устройство, не являющееся составной частью заявляемой антенны), в частности, на основе ферритового поляризатора (на фиг.4 не показан).In controlled polarization of radiation, the proposed antenna operates as follows. Microwave oscillations are fed to the
Для обеспечения излучения, например, с линейной поляризацией параллельной оси ОХ (фиг.3а) переключатель поляризации возбуждает линейную решетку 1, расположенную вдоль оси OY (решетка 2, расположенная вдоль оси ОХ, остается невозбужденной). Излучение данной решетки, поляризованное перпендикулярно кромкам щели 8 в экране 4, вытянутой вдоль оси OY, подводится к ПДВ 3, в котором по обе стороны от оси OY возбуждаются поверхностные волны, распространяющиеся к краям ПДВ 3 в направлениях ±ОХ. В результате дифракции поверхностных волн на элементах двумерной решетки возникает излучение по нормали к плоскости раскрыва (оси OZ) с поляризацией, параллельной оси ОХ. Необходимым условием излучения по нормали на средней рабочей частоте антенны является обеспечение равенства замедления поверхностных волн ПДВ 3 и отношения длины волны СВЧ-колебаний к периоду двумерной решетки в направлении ОХ (резонансная дифракция Брэгга).To provide radiation, for example, with linear polarization parallel to the OX axis (Fig. 3a), the polarization switch excites a
Принцип действия предлагаемой антенны дополнительно поясняется с помощью фиг.5. где 7 - одно из отверстий крестообразной щели, к которой подключена линейная решетка 1 устройства возбуждения 5 (находится под центральными элементами и вытянуто вдоль оси OY).The principle of operation of the proposed antenna is further illustrated using figure 5. where 7 is one of the openings of the cross-shaped slit to which the
При возбуждении отверстия 7 волной с поляризацией вектора напряженности электрического поля Е, перпендикулярной широким кромкам отверстия, в ПДВ 3 возбуждается поверхностная волна типа ТМ, распространяющаяся в обе стороны от щели 7. При ее рассеянии на двумерной решетке основных излучающих элементов возникает излучение с Н-поляризацией (вектор Е в плоскости раскрыва ориентирован вдоль оси ОХ, т.е., перпендикулярен кромкам излучающих элементов).When
Направления излучения обеих половин раскрыва антенны (которые на центральной рабочей длине волны лежат в плоскости XOZ) определяются углами Θnmax относительно нормали к плоскости раскрыва:The radiation directions of both halves of the antenna aperture (which lie at the central working wavelength in the XOZ plane) are determined by angles Θ nmax relative to the normal to the aperture plane:
sinΘnmax=γ(λ)+nλ/d,sinΘ nmax = γ (λ) + nλ / d,
где γ(λ)=c/vф - замедление фазовой скорости поверхностной волны ПДВ;where γ (λ) = c / v f - deceleration of the phase velocity of the surface wave of the MPE;
λ - рабочая длина волны; d - период решетки; n - номер пространственной гармоники (ПГ) поля излучения (фиг.5).λ is the working wavelength; d is the lattice period; n is the number of spatial harmonics (GH) of the radiation field (figure 5).
Прием и излучение электромагнитных волн антенной обеспечиваются в режиме работы на минус первой ПГ (n=-1). Очевидно, что на длине волны, на которой замедление поверхностной волны ПДВ 3 равно отношению длины волны к периоду двумерной решетки, Θ-1max=0, излучение обеих половин раскрыва оказывается синфазным в направлении нормали к его плоскости, т.е., вдоль оси OZ (имеет место резонансная дифракция Брэгга второго порядка). Благодаря тому, что центральные элементы двумерной решетки имеют ширину порядка периода решетки, а толщина ПДВ 3 выбирается порядка четверти длины волны в диэлектрике, обеспечивается минимальное отражение от входа антенны, так что КСВ на данной длине волны может быть близким к 1. Причем хорошее согласование сохраняется в полосе частот, большей 5%. Использование поверхностных волн ПДВ позволяет обеспечить высокий КПД антенны. При относительной толщине ПДВ не более 0,2-0,3 максимальной длины волны излучения обеспечивается практически одномодовый режим распространения волны типа ТМ, что позволяет получить излучение антенны с весьма низким уровнем паразитной (ортогональной поляризации).Reception and emission of electromagnetic waves by the antenna are provided in the operating mode minus the first GHG (n = -1). Obviously, at the wavelength at which the deceleration of the surface wave of the
Для обеспечения излучения с поляризацией, параллельной оси OY, возбуждается линейная решетка 2, расположенная вдоль оси ОХ (решетка 1, расположенная вдоль оси OY, остается невозбужденной).To ensure radiation with polarization parallel to the OY axis, a
В отличие от антенны-прототипа в заявляемой антенне при ее фиксированном пространственном положении ДН в рабочей полосе частот ориентирована по нормали к плоскости раскрыва. Кроме того, это обеспечивает при равных размерах раскрыва заявляемой антенны и антенны-прототипа практически двукратное расширение полосы рабочих частот.In contrast to the prototype antenna, the claimed antenna with its fixed spatial position of the beam in the working frequency band is oriented normal to the aperture plane. In addition, this provides, with equal dimensions of the aperture of the claimed antenna and the antenna of the prototype, an almost twofold extension of the operating frequency band.
На фиг.6 показан пример конструктивного выполнения заявляемой антенны, в котором по периметру ПДВ могут быть установлены либо согласованные нагрузки в виде пластин 10, поглощающих электромагнитные волны (что позволяет расширить полосу рабочих частот), либо металлические бортики 10 высотой порядка толщины волновода и имеющие электрический контакт с экраном (что позволяет обеспечить максимальный КПД антенны). Кроме того, в заявляемой антенне между ПДВ и металлическим экраном можно расположить дополнительный плоский диэлектрический слой, в частности, в виде воздушного зазора толщиной не более (0,3-0,5)λ, где λ - рабочая длина волны. Наличие воздушного зазора позволит снизить тепловые потери энергии СВЧ-колебаний и, соответственно, повысить КПД антенны.Figure 6 shows an example of a structural embodiment of the inventive antenna, in which along the perimeter of the PDV can be installed either matched loads in the form of
Работоспособность заявляемой антенны подтверждена путем компьютерного моделирования ее работы в режиме излучения. Выполнено моделирование двух вариантов ПА с управляемой поляризационной характеристикой - базовой («модельной») антенны, в которой имитировалось поочередное возбуждение ортогональных щелей в одномодовом режиме с косинусоидальным амплитудным распределением напряженности электрического поля в одном из двух отверстий, образующих крестообразную щель, и антенны, в которой возбуждающее ПДВ поле в крестообразной щели создается коммутируемыми линейными решетками на основе вставных ДВ с поперечными металлическими элементами. Моделирование базовой антенны позволило оценить потенциальные характеристики антенны (ширину полосы рабочих частот, эффективность, уровень боковых лепестков диаграммы направленности (УБЛ ДН)) при заданном максимальном коэффициенте усиления (КУ).The performance of the claimed antenna is confirmed by computer simulation of its operation in radiation mode. Two PA variants with controlled polarization characteristics were simulated — the base (“model”) antenna, in which the orthogonal slots were alternately excited in a single-mode mode with a cosine amplitude distribution of the electric field strength in one of the two holes forming a cross-shaped gap, and the antenna in which An exciting PDV field in the cross-shaped gap is created by switched linear gratings based on plug-in DWs with transverse metal elements. Modeling the base antenna made it possible to evaluate the potential characteristics of the antenna (operating frequency bandwidth, efficiency, level of the side lobes of the radiation pattern (UBL)) at a given maximum gain (KU).
Компьютерное моделирование антенн выполнено в СВЧ-диапазоне на частотах 9,2-10,2 ГГц. Обе антенны имели одинаковые размеры излучающего раскрыва 23×23 см2; в качестве материала ПДВ был выбран полиэтилен (относительная диэлектрическая проницаемость ε=2,25; толщина ПДВ t=6 мм. Режим нормального излучения (режим дифракции Брэгга второго порядка) на средней частоте 9,7 ГГц указанного выше диапазона при заданных параметрах ПДВ обеспечивается, например, при значении периода двумерной решетки d=24 мм и ширине размере металлических излучающих элементов w=d/2. Далее, двумерная решетка полагалась составленной из квадратных металлических элементов с размерами w=d/2, расположенных с периодом d=24 мм. Результаты компьютерного моделирования антенн приведены на фиг.8, на которой показаны частотные зависимости модуля коэффициента отражения напряжения s11 (а) и коэффициента усиления G антенн (б), а также на фиг.9, на которой показаны ДН антенн в E- и H-плоскостях - базовой («модельной») антенны (а) и антенны с устройством возбуждения на основе линейных решеток (б).Computer simulation of antennas is performed in the microwave range at frequencies of 9.2-10.2 GHz. Both antennas had the same
При моделировании базовой антенны установлено, что переключение возбуждения со щели, расположенной вдоль оси ОХ, на щель, расположенную вдоль оси OY, приводит к изменению поляризации излучения на ортогональную. Параметры базовой ПДА оказались достаточно высокими: модуль коэффициента отражения напряжения s11 на входе антенны не превышал -10 дБ в полосе частот 9,4-10,05 ГГц, причем максимальный КУ G=27,4 дБ (эффективность антенны 0,845) достигнут на частоте 9,6 ГГц. ДН базовой («модельной») антенны в E- и H-плоскостях на частоте 9,6 ГГц приведены на фиг.9а). Таким образом, относительная рабочая полоса частот при максимальном КУ 27,4 дБ составила 6,7%.When modeling the base antenna, it was found that switching the excitation from the slit located along the OX axis to the slit located along the OY axis leads to a change in the radiation polarization to orthogonal. The parameters of the basic PDA turned out to be quite high: the modulus of the reflection coefficient of voltage s 11 at the antenna input did not exceed -10 dB in the frequency band 9.4-10.05 GHz, and the maximum gain G = 27.4 dB (antenna efficiency 0.845) was achieved at a frequency 9.6 GHz The baseline (“model”) antennas in the E- and H-planes at a frequency of 9.6 GHz are shown in figa). Thus, the relative operating frequency band at a maximum gain of 27.4 dB was 6.7%.
В случае антенны с реальным устройством возбуждения на основе линейных решеток приемлемое согласование имело место в полосе частот 9,35-9,85 ГГц при максимальном КУ G=25,8 дБ (эффективность антенны 0,589) на частоте 9,6 ГГц. Конструктивные параметры линейных решеток были следующими: внутренние размеры желобковых волноводов 10×25×228 мм3, размеры диэлектрических вставных волноводов 10×16×228 мм3 (ε=2,0); размеры металлических полосок 4×8 мм2, период следования 24 мм. Как видно из фиг.8а), полоса частот антенны с описанным устройством возбуждения, ограниченная снижением КУ на 3 дБ и согласованием, составила 550 МГц (5,7%). Поляризационная развязка составила более 20 дБ.In the case of an antenna with a real excitation device based on linear arrays, acceptable matching took place in the frequency band 9.35-9.85 GHz with a maximum gain G = 25.8 dB (antenna efficiency 0.589) at a frequency of 9.6 GHz. The design parameters of the linear gratings were as follows: the internal dimensions of the
На фиг.7 показан второй пример устройства возбуждения 5, в котором используются линейные полосковые решетки 1 и 2 ступенчатого типа на диэлектрических подложках, размещенные в желобковых металлических волноводах; общий вход 9 устройства возбуждения выполнен в виде круглого металлического волновода.7 shows a second example of the
На фиг.10 и 11 приведены характеристики антенны со вторым устройством возбуждения, полученные путем компьютерного моделирования.10 and 11 show the characteristics of an antenna with a second excitation device obtained by computer simulation.
Основные конструктивные параметры: размеры излучающего раскрыва 23×23 см2; материала ПДВ - полиэтилен (относительная диэлектрическая проницаемость ε=2,25; толщина ПДВ t=6 мм; ширина и высота желобковых волноводов - 12 и 10 мм, толщина подложек полосковых решеток - 3 мм, относительная диэлектрическая проницаемость - 2,0, ширина полосковых проводников - 1 мм, ширина и длина излучателей - 4 и 10 мм, период расположения излучателей - 24 мм; внутренний диаметр круглого волновода - 20 мм; ширина отверстий, образующих крестообразную щель в экране ПДВ - 4 мм.The main design parameters: the dimensions of the radiating
Как видно из приведенных на фиг.10 данных, антенна со вторым устройством возбуждения обеспечивает полосу частот, ограниченную согласованием, не менее 850 МГц (8,8%), максимальную эффективность на частоте 9,7 ГГц - 75,9%, т.е., близкую к эффективности «модельной» антенны. В полосе частот 700 МГц (7,2%) коэффициент усиления антенны снижается не более чем на 2 дБ. ДН в E- и H-плоскостях на частоте 9,7 ГГц антенны со вторым устройством возбуждения приведены на фиг.11. Развязка каналов по поляризации в указанной полосе частот - также более 20 дБ.As can be seen from the data shown in Fig. 10, an antenna with a second excitation device provides a frequency band limited by matching of at least 850 MHz (8.8%), and the maximum efficiency at a frequency of 9.7 GHz is 75.9%, i.e. ., close to the effectiveness of the "model" antenna. In the frequency band of 700 MHz (7.2%), the antenna gain is reduced by no more than 2 dB. Beams in the E- and H-planes at a frequency of 9.7 GHz antennas with a second excitation device are shown in Fig.11. The isolation of channels by polarization in the indicated frequency band is also more than 20 dB.
Данный пример дополнительно подтверждает работоспособность заявляемой антенны.This example further confirms the performance of the claimed antenna.
Таким образом, предлагаемая плоская антенна обеспечивает работу с управляемой поляризацией в режиме излучения по нормали к плоскости раскрыва. В силу того, что при возбуждении ПДВ в центре излучающий раскрыв антенны для любой из ортогональных поляризаций разбивается на две симметричных части, длины которых составляют половину длины всего раскрыва, полоса рабочих частот антенны увеличивается в два раза по сравнению со случаем возбуждения такой же точно конструкции со стороны торца ПДВ. Поэтому, в отличие от антенны-прототипа, в заявляемой антенне обеспечивается расширение полосы рабочих частот.Thus, the proposed flat antenna provides controlled polarization in the radiation mode along the normal to the aperture plane. Due to the fact that upon excitation of the PDV in the center, the antenna emitting aperture for any of the orthogonal polarizations is divided into two symmetric parts, the lengths of which are half the length of the entire aperture, the antenna operating frequency band is doubled compared to the case of excitation of the same exact design with end faces of the PDV. Therefore, in contrast to the prototype antenna, the claimed antenna provides an extension of the working frequency band.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Микроволновая направленная антенна с использованием поверхностной волны (US Patent №4536767, 20.08.1985).1. Microwave directional antenna using a surface wave (US Patent No. 4536767, 08.20.1985).
2. Dual-polarization planar antenna (US Patent №5510803, 23.04.1996).2. Dual-polarization planar antenna (US Patent No. 5510803, 04/23/1996).
3. Планарная антенна (заявка на изобретение РФ 2003133969).3. Planar antenna (application for the invention of the Russian Federation 2003133969).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010110828/07A RU2432650C1 (en) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | Planar antenna with controlled polarisation characteristic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010110828/07A RU2432650C1 (en) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | Planar antenna with controlled polarisation characteristic |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010110828A RU2010110828A (en) | 2011-09-27 |
RU2432650C1 true RU2432650C1 (en) | 2011-10-27 |
Family
ID=44803586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010110828/07A RU2432650C1 (en) | 2010-03-22 | 2010-03-22 | Planar antenna with controlled polarisation characteristic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2432650C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517724C1 (en) * | 2012-10-22 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Planar leaky-wave antenna |
RU2553059C1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Leaky wave antenna |
RU197751U1 (en) * | 2019-09-23 | 2020-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Крокс Плюс" | DIRECTED ANTENNA |
RU2757866C1 (en) * | 2020-08-12 | 2021-10-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Antenna array on a radial waveguide |
RU2777699C1 (en) * | 2021-11-18 | 2022-08-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие Антэкс" | Dual-band bipolarization antenna module |
-
2010
- 2010-03-22 RU RU2010110828/07A patent/RU2432650C1/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517724C1 (en) * | 2012-10-22 | 2014-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") | Planar leaky-wave antenna |
RU2553059C1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Leaky wave antenna |
RU197751U1 (en) * | 2019-09-23 | 2020-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Крокс Плюс" | DIRECTED ANTENNA |
RU2757866C1 (en) * | 2020-08-12 | 2021-10-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Antenna array on a radial waveguide |
RU2777699C1 (en) * | 2021-11-18 | 2022-08-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие Антэкс" | Dual-band bipolarization antenna module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010110828A (en) | 2011-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102063222B1 (en) | Apparatus and method for reducing mutual coupling in an antenna array | |
US8319698B2 (en) | Reflector array and antenna comprising such a reflector array | |
JP6173344B2 (en) | Basic antenna and corresponding one- or two-dimensional array antenna | |
CN107689482B (en) | Broadband low-profile dielectric resonator antenna based on two-dimensional periodic structure | |
KR20090083458A (en) | Coaxial line slot array antenna and method for manufacturing the same | |
RU2258285C1 (en) | Planar antenna | |
RU2432650C1 (en) | Planar antenna with controlled polarisation characteristic | |
RU2435260C2 (en) | Plane antenna | |
JP2011217360A (en) | Antenna | |
CN108134203B (en) | Large-unit-space wide-angle scanning phased array antenna based on electromagnetic band gap structure | |
JP2020031395A (en) | Antenna device | |
CN112531352A (en) | Broadband multi-polarization plane reflective array antenna | |
RU2557478C2 (en) | Broadband two-polarisation antenna | |
Hasan et al. | Substrate height and dielectric constant dependent performance of circular micro strip patch array antennas for broadband wireless access | |
Patanvariya et al. | Left-Handed Circularly polarized two-element antenna array for Vehicular Communication | |
Mukherjee et al. | A novel hemispherical dielectric resonator antenna with rectangular slot and defected ground structure for low cross polar and wideband applications | |
CN209766654U (en) | Circularly polarized microstrip flat antenna | |
Nechaev et al. | Planar center-fed leaky-wave antenna arrays for millimeter wave systems | |
Mahendran et al. | Microstrip patch antenna enhancement techniques: a survey | |
JP2003152441A (en) | Planar circular polarization waveguide slot and array antennas, and planar waveguide slot and array antennas | |
JP2001111331A (en) | Triplate power supply type plane antenna | |
Jais et al. | High gain 2.45 GHz 2× 2 patch array stacked antenna | |
Hirokawa et al. | Plate-laminated-waveguide corporate-feed slot array antennas with a polarization conversion layer | |
JPH05160626A (en) | Triplate type plane antenna with non-feed element | |
RU2775172C1 (en) | Ultra-wideband antenna array |