RU2458439C1 - Semitransparent screen for antenna of radio-navigation receiver - Google Patents

Semitransparent screen for antenna of radio-navigation receiver Download PDF

Info

Publication number
RU2458439C1
RU2458439C1 RU2011102008/07A RU2011102008A RU2458439C1 RU 2458439 C1 RU2458439 C1 RU 2458439C1 RU 2011102008/07 A RU2011102008/07 A RU 2011102008/07A RU 2011102008 A RU2011102008 A RU 2011102008A RU 2458439 C1 RU2458439 C1 RU 2458439C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal strips
screen
translucent screen
screen according
range
Prior art date
Application number
RU2011102008/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Константинович Клионовски (RU)
Кирилл Константинович Клионовски
Original Assignee
Кирилл Константинович Клионовски
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кирилл Константинович Клионовски filed Critical Кирилл Константинович Клионовски
Priority to RU2011102008/07A priority Critical patent/RU2458439C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458439C1 publication Critical patent/RU2458439C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: semitransparent screen represents a dielectric disc with concentric metal strips arranged on it by any of methods of chemical metallisation of a dielectric, where contact sites of rectangular shape are arranged. Contact sites are arranged along concentric metal strips with a permanent angular pitch. Onto contact sites of adjacent metal strips lying along one radial line there are inductance coils or resistors or capacitors are soldered. On the face side concentric metal strips and a gap between them are coated with a protective soldering mask. In the centre of the semitransparent screen there is a cut to install an antenna element.
EFFECT: reduced electromagnetic radiation in direction behind a screen for a frequency range of 1-1,8 GHz.
8 cl

Description

Изобретение относится к средствам радионавигации, в частности к экранирующим структурам антенн, которые предназначены для подавления электромагнитного излучения в направлении за экран в диапазоне частот от 1 до 1.8 ГГц.The invention relates to radio navigation aids, in particular to antenna shielding structures, which are designed to suppress electromagnetic radiation in the direction beyond the screen in the frequency range from 1 to 1.8 GHz.

В настоящее время известны экраны антенн радионавигационных приемников, уменьшающие уровень электромагнитного излучения в направлении за экран. Так, например, устройство по патенту US 6100855, приоритет от 26.02.1999, МПК H01Q 1/12 содержит описание экрана для микрополосковой антенны радионавигационного приемника, содержащего металлический диск с нанесенным на него слоем радиопоглощающего материала. Радиус экрана составляет четверть длины волны принимаемого электромагнитного излучения. Данная конструкция позволяет подавить поверхностные токи экрана, что в свою очередь уменьшает уровень электромагнитного излучения в направлении за экран. Однако такая конструкция имеет большие габариты по толщине и обеспечивает низкую эффективность подавления излучения. Также, в силу наличия радиопоглощающего материала, появляются значительные потери активной мощности в экране, что приводит к уменьшению коэффициента усиления антенны с экраном.Currently known screens of antennas of radio navigation receivers that reduce the level of electromagnetic radiation in the direction beyond the screen. So, for example, the device according to patent US 6100855, priority date 26.02.1999, IPC H01Q 1/12 contains a description of the screen for a microstrip antenna of a radio navigation receiver containing a metal disk with a layer of radar absorbing material deposited on it. The radius of the screen is a quarter of the wavelength of the received electromagnetic radiation. This design allows you to suppress the surface currents of the screen, which in turn reduces the level of electromagnetic radiation in the direction beyond the screen. However, this design has large dimensions in thickness and provides low radiation suppression efficiency. Also, due to the presence of radar absorbing material, significant losses of active power appear in the screen, which leads to a decrease in the gain of the antenna with the screen.

Известно также устройство по патенту US 5694136, приоритет от 13.03.1996, МПК H01Q 1/38, которое содержит описание экрана для антенны радионавигационного приемника. Экран антенны выполнен на основе тонкого слоя непроводящего материала, который характеризуется поверхностным сопротивлением. Экран имеет центральную область, выполненную из проводящего материала, а также периферийную область, в которой поверхностное сопротивление увеличивается от центра к краю экрана. К недостаткам этого экрана следует отнести то, что при нанесении тонкого непроводящего слоя возникают трудности реализации сложных профилей распределения поверхностного сопротивления по экрану. Также, в силу потери активной мощности в слое непроводящего материала, уменьшается коэффициент усиления антенны с экраном. В силу того, что в слое непроводящего материала не происходит накопления реактивной мощности, данный экран не позволяет обеспечить требуемый уровень подавления электромагнитного излучения. Устройство по патенту US 5694136 является наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и может быть принято в качестве прототипа.The device is also known according to the patent US 5694136, priority date 03/13/1996, IPC H01Q 1/38, which contains a description of the screen for the antenna of the radio navigation receiver. The antenna screen is made on the basis of a thin layer of non-conductive material, which is characterized by surface resistance. The screen has a central region made of conductive material, as well as a peripheral region in which surface resistance increases from the center to the edge of the screen. The disadvantages of this screen include the fact that when applying a thin non-conductive layer, difficulties arise in the implementation of complex profiles of the distribution of surface resistance over the screen. Also, due to the loss of active power in the layer of non-conductive material, the gain of the antenna with the screen decreases. Due to the fact that in the layer of non-conductive material there is no accumulation of reactive power, this screen does not allow to provide the required level of suppression of electromagnetic radiation. The device according to patent US 5694136 is the closest technical solution to the claimed invention and can be adopted as a prototype.

Целью заявленного изобретения является создание полупрозрачного экрана для антенны радионавигационного приемника, не имеющего указанных выше недостатков прототипа и обеспечивающего уменьшение электромагнитного излучения в направлении за экран для частотного диапазона 1-1.8 ГГц.The aim of the claimed invention is the creation of a translucent screen for the antenna of a radio navigation receiver that does not have the above disadvantages of the prototype and provides a decrease in electromagnetic radiation in the direction beyond the screen for a frequency range of 1-1.8 GHz.

Указанная цель достигается за счет новой конструкции полупрозрачного экрана, содержащего диэлектрический диск с выполненными на нем концентрическим металлическими полосами, на которых имеются контактные площадки с напаянными катушками индуктивности, или резисторами, или конденсаторами, соединяющими смежные концентрические металлические полосы.This goal is achieved due to the new design of a translucent screen containing a dielectric disk with concentric metal strips made on it, on which there are contact pads with soldered inductors, or resistors, or capacitors connecting adjacent concentric metal strips.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 изображает вид сверху полупрозрачного экрана с концентрическими металлическими полосами;Figure 1 depicts a top view of a translucent screen with concentric metal stripes;

Фиг.2 изображает сечение А-А полупрозрачного экрана с концентрическими металлическими полосами;Figure 2 depicts a section aa of a translucent screen with concentric metal stripes;

Фиг.3 изображает вид сверху варианта исполнения полупрозрачного экрана с секционными концентрическими металлическими полосами.Figure 3 depicts a top view of an embodiment of a translucent screen with sectional concentric metal stripes.

Устройство полупрозрачного экрана для антенны радионавигационного приемника по данному изобретению представляет собой тонкий диэлектрический диск 1 с коэффициентом диэлектрической проницаемости в диапазоне 1.02-15. Значения толщины диэлектрического диска выбраны в диапазоне 0.2 мм-3 мм. Размер диаметра диэлектрического диска выбран в диапазоне 200 мм-400 мм. На поверхности диэлектрического диска выполнены концентрические металлические полосы 2 любым из методов химической металлизации диэлектрика. Ширина и толщина металлической полосы выбрана в пределах 2 мм-10 мм и 0.5 мкм-1 мм соответственно. На лицевой стороне концентрических полос имеются контактные площадки 3 прямоугольной формы, выполненные любым технологическим способом, с размерами сторон 0.5 мм-4 мм. На контактные площадки смежных металлических полос, лежащие вдоль одной радиальной линии, могут быть напаяны катушки индуктивности, или резисторы, или конденсаторы 4. Контактные площадки располагаются вдоль концентрических металлических полос с постоянным угловым шагом, который выбирается в диапазоне от 1° до 30°. Номиналы напаиваемых катушек индуктивности выбраны в пределах от 1 нГн до 250 нГн, резисторов в пределах от 10 Ом до 300 кОм и конденсаторов в пределах от 0.2 пФ до 70 пФ соответственно. В центре полупрозрачного экрана имеется вырез 5 для размещения антенного элемента. В качестве антенного элемента может быть использован микрополосковый излучатель, электрический вибратор, спиральная антенна. С лицевой стороны концентрические металлические полосы и зазор между ними покрыты защитной паяльной маской 6.The translucent screen device for the antenna of the radio navigation receiver according to this invention is a thin dielectric disk 1 with a dielectric constant in the range of 1.02-15. The values of the thickness of the dielectric disk are selected in the range 0.2 mm – 3 mm. The diameter of the dielectric disk is selected in the range of 200 mm-400 mm. Concentric metal strips 2 are made on the surface of the dielectric disk by any of the methods of chemical metallization of the dielectric. The width and thickness of the metal strip is selected within 2 mm-10 mm and 0.5 μm-1 mm, respectively. On the front side of the concentric strips there are contact pads 3 of rectangular shape, made by any technological method, with side sizes of 0.5 mm-4 mm. Inductors or resistors or capacitors 4 may be soldered onto the contact pads of adjacent metal strips lying along the same radial line. The contact pads are arranged along concentric metal strips with a constant angular pitch, which is selected in the range from 1 ° to 30 °. The values of soldered inductance coils are selected in the range from 1 nH to 250 nH, resistors in the range from 10 Ohms to 300 kOhms and capacitors in the range from 0.2 pF to 70 pF, respectively. In the center of the translucent screen there is a cutout 5 for placing the antenna element. A microstrip radiator, an electric vibrator, a spiral antenna can be used as an antenna element. On the front side, concentric metal strips and the gap between them are covered with a protective solder mask 6.

Также экран может быть выполнен в ином конструктивном варианте, в котором концентрические металлические полосы выполнены секционными, при этом дополнительно на концах каждой секции выполнены контактные площадки, на которые могут быть напаяны катушки индуктивности или резисторы или конденсаторы.Also, the screen can be made in another structural embodiment, in which concentric metal strips are made sectional, with additional paddings made on the ends of each section, onto which inductors or resistors or capacitors can be soldered.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При работе устанавливаемого в проеме выреза 5 антенного элемента на прием или передачу на полупрозрачном экране наводится электрический ток. Катушки индуктивности, резисторы и конденсаторы 4, напаянные на контактные площадки 3 смежных концентрических металлических полос 2, необходимы для создания электрического контакта между указанными полосами, и в силу этого они обеспечивают протекание электрического тока по всему экрану. Распределение амплитуды и фазы электрического тока на экране вдоль радиального направления зависит от номиналов напаиваемых катушек индуктивности, резисторов и конденсаторов. Электрический ток на экране создает диаграмму направленности электромагнитного излучения, которая суммируется с диаграммой направленности электромагнитного излучения антенного элемента в направлении за экран в противофазе. В результате, электромагнитное излучение в направлении за экран сильно уменьшается. Уменьшение электромагнитного излучения в направлении за экран позволяет уменьшить погрешность измерения координат местоположения радионавигационного приемника, который подключается к антенному элементу. Диэлектрический диск 1 частично отражает, и частично пропускает электромагнитное излучение, что дополнительно уменьшает уровень электромагнитного излучения в направлении за экран. Защитная паяльная маска 6 препятствует воздействию неблагоприятных факторов внешней среды на полупрозрачный экран, что обеспечивает стабильность его электрических параметров.During operation of the cutout 5 of the antenna element installed in the opening, an electric current is induced on the translucent screen on the translucent screen. Inductors, resistors and capacitors 4, soldered to the contact pads 3 of adjacent concentric metal strips 2, are necessary to create electrical contact between these strips, and therefore they ensure the flow of electric current across the screen. The distribution of the amplitude and phase of the electric current on the screen along the radial direction depends on the ratings of the soldered inductors, resistors and capacitors. The electric current on the screen creates a radiation pattern of electromagnetic radiation, which is summed with the radiation pattern of the electromagnetic radiation of the antenna element in the direction behind the screen in antiphase. As a result, electromagnetic radiation in the direction behind the screen is greatly reduced. The decrease in electromagnetic radiation in the direction beyond the screen allows you to reduce the error in measuring the coordinates of the location of the radio navigation receiver, which is connected to the antenna element. The dielectric disk 1 partially reflects and partially transmits electromagnetic radiation, which further reduces the level of electromagnetic radiation in the direction behind the screen. Protective solder mask 6 prevents the influence of adverse environmental factors on a translucent screen, which ensures the stability of its electrical parameters.

Эффективность устройстваDevice performance

При уменьшении уровня электромагнитного излучения в направлении за экран в радионавигационном приемнике, который подключается к антенне с полупрозрачным экраном, существенно уменьшается ошибка определения координат местоположения данного приемника, которая вызвана эффектом многолучевого распространения радиосигнала. При использовании антенны с полупрозрачным экраном погрешность определения текущей позиции радионавигационного приемника не превосходит одного метра. При использовании антенны без полупрозрачного экрана, погрешность определения текущей позиции радионавигационного приемника может достигать до 5 метров.With a decrease in the level of electromagnetic radiation in the direction beyond the screen in the radio navigation receiver, which is connected to the antenna with a translucent screen, the error in determining the coordinates of the location of this receiver, which is caused by the effect of multipath propagation of the radio signal, is significantly reduced. When using an antenna with a translucent screen, the error in determining the current position of the radio navigation receiver does not exceed one meter. When using an antenna without a translucent screen, the error in determining the current position of the radio navigation receiver can reach up to 5 meters.

Claims (8)

1. Полупрозрачный экран для антенны радионавигационного приемника, выполненный на основе диэлектрического диска, отличающийся тем, что на поверхности диэлектрического диска выполнены концентрические металлические полосы, при этом на лицевой стороне концентрических полос имеются контактные площадки прямоугольной формы, которые расположены вдоль концентрических металлических полос с постоянным угловым шагом, выбранным в пределах 1-30°, причем на контактные площадки смежных металлических полос, лежащие вдоль одной радиальной линии, напаяны катушки индуктивности, или резисторы, или конденсаторы.1. A translucent screen for the antenna of the radio navigation receiver, made on the basis of a dielectric disk, characterized in that the surface of the dielectric disk is made of concentric metal strips, while on the front side of the concentric strips there are rectangular contact pads that are located along concentric metal strips with a constant angular a step selected within 1-30 °, moreover, on the contact pads of adjacent metal strips lying along one radial line, Inductors, or resistors, or capacitors are ayana. 2. Полупрозрачный экран по п.1, отличающийся тем, что концентрические металлические полосы выполнены секционными, при этом на концах каждой секции выполнены контактные площадки, на которые напаяны катушки индуктивности, или резисторы, или конденсаторы.2. The translucent screen according to claim 1, characterized in that the concentric metal strips are made sectional, while at the ends of each section there are contact pads on which inductors or resistors or capacitors are soldered. 3. Полупрозрачный экран по п.1, отличающийся тем, что коэффициент диэлектрической проницаемости диэлектрического диска выбран в диапазоне 1,02-15, толщина в диапазоне 0,2-3 мм и диаметр в диапазоне 200-400 мм соответственно.3. The translucent screen according to claim 1, characterized in that the dielectric constant of the dielectric disk is selected in the range of 1.02-15, the thickness in the range of 0.2-3 mm and the diameter in the range of 200-400 mm, respectively. 4. Полупрозрачный экран по п.1, отличающийся тем, что ширина концентрической металлической полосы выбрана в пределах 2-10 мм, а толщина металлической полосы выбрана в диапазоне 0,5 мкм-1 мм.4. The translucent screen according to claim 1, characterized in that the width of the concentric metal strip is selected in the range of 2-10 mm, and the thickness of the metal strip is selected in the range of 0.5 μm-1 mm. 5. Полупрозрачный экран по п.1, отличающийся тем, что контактные площадки прямоугольной формы имеют размеры сторон 0,5-4 мм.5. The translucent screen according to claim 1, characterized in that the contact pads of a rectangular shape have side sizes of 0.5-4 mm. 6. Полупрозрачный экран по п.1, отличающийся тем, что номиналы напаиваемых катушек индуктивности выбраны в пределах 1-250 нГн, резисторов в пределах 10 Ом-300 кОм и конденсаторов в пределах 0,2-70 пФ соответственно.6. The translucent screen according to claim 1, characterized in that the values of the soldered inductance coils are selected within 1-250 nH, resistors within 10 Ohm-300 kOhm and capacitors within 0.2-70 pF, respectively. 7. Полупрозрачный экран по п.1, отличающийся тем, что с лицевой стороны концентрические металлические полосы и зазор между ними покрыты защитной паяльной маской.7. The translucent screen according to claim 1, characterized in that on the front side the concentric metal strips and the gap between them are covered with a protective solder mask. 8. Полупрозрачный экран по п.1, отличающийся тем, что в центре полупрозрачного экрана имеется вырез для размещения антенного элемента. 8. The translucent screen according to claim 1, characterized in that in the center of the translucent screen there is a cutout for accommodating the antenna element.
RU2011102008/07A 2011-01-20 2011-01-20 Semitransparent screen for antenna of radio-navigation receiver RU2458439C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102008/07A RU2458439C1 (en) 2011-01-20 2011-01-20 Semitransparent screen for antenna of radio-navigation receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102008/07A RU2458439C1 (en) 2011-01-20 2011-01-20 Semitransparent screen for antenna of radio-navigation receiver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2458439C1 true RU2458439C1 (en) 2012-08-10

Family

ID=46849745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011102008/07A RU2458439C1 (en) 2011-01-20 2011-01-20 Semitransparent screen for antenna of radio-navigation receiver

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458439C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178702U1 (en) * 2017-06-05 2018-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Fractron Fractal Reflective Screen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1741205A1 (en) * 1989-11-09 1992-06-15 В. И, Фед нович и А. П. Провоторов Aerial
US5694136A (en) * 1996-03-13 1997-12-02 Trimble Navigation Antenna with R-card ground plane
US6100855A (en) * 1999-02-26 2000-08-08 Marconi Aerospace Defence Systems, Inc. Ground plane for GPS patch antenna
RU2387060C1 (en) * 2009-01-11 2010-04-20 ОАО "Центральное конструкторское бюро автоматики" Log-periodic antenna
RU108697U1 (en) * 2011-02-03 2011-09-20 Лидия Дмитриевна Усанова PROTECTIVE COVERING FROM ELECTROMAGNETIC RADIATION OF CELLULAR DEVICES

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1741205A1 (en) * 1989-11-09 1992-06-15 В. И, Фед нович и А. П. Провоторов Aerial
US5694136A (en) * 1996-03-13 1997-12-02 Trimble Navigation Antenna with R-card ground plane
US6100855A (en) * 1999-02-26 2000-08-08 Marconi Aerospace Defence Systems, Inc. Ground plane for GPS patch antenna
RU2387060C1 (en) * 2009-01-11 2010-04-20 ОАО "Центральное конструкторское бюро автоматики" Log-periodic antenna
RU108697U1 (en) * 2011-02-03 2011-09-20 Лидия Дмитриевна Усанова PROTECTIVE COVERING FROM ELECTROMAGNETIC RADIATION OF CELLULAR DEVICES

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178702U1 (en) * 2017-06-05 2018-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Fractron Fractal Reflective Screen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ryu et al. UWB antenna with single or dual band-notches for lower WLAN band and upper WLAN band
US10862198B2 (en) Wideband, low profile, small area, circular polarized uhf antenna
CN103403964B (en) Antenna assembly
Haraz et al. UWB antennas for wireless applications
Lai et al. Compact switched-beam antenna employing a four-element slot antenna array for digital home applications
JP4368803B2 (en) Antenna structure for reducing the effects of multipath radio signals
JP6013630B2 (en) Omnidirectional circularly polarized antenna
Liu et al. Cable effects on measuring small planar UWB monopole antennas
JP2017152850A (en) Antenna device
JP7058595B2 (en) Communication device
Sanyal et al. Octagonal nut shaped monopole UWB antenna with sextuple band notched characteristics
US7046199B2 (en) Monolithic low profile omni-directional surface-mount antenna
TW201608764A (en) Antenna systems with low passive intermodulation (PIM)
CN102983401B (en) Low-consumption low-minor lobe high-gain planar frequency scan antenna
US20140022139A1 (en) Conformal Electro-Textile Antenna and Electronic Band Gap Ground Plane for Suppression of Back Radiation From GPS Antennas Mounted on Aircraft
WO2016100291A1 (en) Antenna systems with proximity coupled annular rectangular patches
Tilanthe et al. A compact UWB antenna with dual band rejection
Ling et al. Planar binomial curved monopole antennas for ultrawideband communication
WO2002035652A1 (en) Internal antennas for portable terminals and mounting method thereof
CN110829036B (en) Ultra-thin ultra-wideband electromagnetic wave absorber
Narbudowicz Advanced circularly polarised microstrip patch antennas
CN115986425A (en) Method for designing oblique incidence ultra-wideband wave-absorbing metamaterial based on characteristic mode theory
RU2458439C1 (en) Semitransparent screen for antenna of radio-navigation receiver
US10833412B2 (en) Antenna arrangement for circularly polarized satellite radio signals on a vehicle
RU2444098C1 (en) ULTRABROADBAND RADIATOR FOR PHASED ANTENNA ARRAY OF 8,5-12,5 GHz FREQUENCY RANGE

Legal Events

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

Effective date: 20140121