RU2480872C2 - Continuously electrically controlled lens antenna - Google Patents

Continuously electrically controlled lens antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2480872C2
RU2480872C2 RU2011129842/07A RU2011129842A RU2480872C2 RU 2480872 C2 RU2480872 C2 RU 2480872C2 RU 2011129842/07 A RU2011129842/07 A RU 2011129842/07A RU 2011129842 A RU2011129842 A RU 2011129842A RU 2480872 C2 RU2480872 C2 RU 2480872C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
antenna according
ferroelectric material
high resistance
antenna
Prior art date
Application number
RU2011129842/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011129842A (en
Inventor
Александр Геннадьевич Чернокалов
Original Assignee
Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд."
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 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." filed Critical Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд."
Priority to RU2011129842/07A priority Critical patent/RU2480872C2/en
Priority to KR1020120051840A priority patent/KR101600781B1/en
Priority to US13/552,785 priority patent/US9490547B2/en
Publication of RU2011129842A publication Critical patent/RU2011129842A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2480872C2 publication Critical patent/RU2480872C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/04Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism comprising wave-guiding channel or channels bounded by effective conductive surfaces substantially perpendicular to the electric vector of the wave, e.g. parallel-plate waveguide lens
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/08Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism formed of solid dielectric material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/46Active lenses or reflecting arrays

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: in the lens antenna, the lens element is made from ferroelectric material and the antenna includes: a circular plate made from ferroelectric material; a high-resistance electrode lying on the top surface of said plate made from ferroelectric material; a solid electrically transparent resistive electrode lying on the bottom surface of said plate made from ferroelectric material; a first high-conductivity electrode lying at the centre of said high-resistance electrode; a second high-conductivity electrode lying on the edge of said high-resistance electrode; a controlled voltage source connected to the first and second high-conductivity electrodes.
EFFECT: controlling the beamwidth of the antenna directional pattern without mechanical manipulation of the antenna or parts thereof.
15 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к непрерывно электрически управляемым линзовым антеннам, а именно к устройствам, обеспечивающим управление шириной главного лепестка диаграммы направленности антенны без механического манипулирования антенной или ее частями. В некоторых случаях необходимо изменить ширину диаграммы направленности, при этом антенна или ее части должны оставаться неподвижными. Это может быть необходимо, например, для осуществления переключения между всенаправленным режимом и узконаправленным режимом работы антенны.The invention relates to radio engineering, in particular to continuously electrically controlled lens antennas, and in particular to devices providing control of the width of the main lobe of the antenna pattern without mechanical manipulation of the antenna or its parts. In some cases, it is necessary to change the width of the radiation pattern, while the antenna or its parts must remain stationary. This may be necessary, for example, in order to switch between an omnidirectional mode and a narrowly directed mode of operation of the antenna.

Из уровня техники известны различные способы для электрического управления антенной. В основном, для этого используются антенные решетки, включающие элементы, фаза сигнала в которых может быть индивидуально установлена для осуществления контроля за направлением лепестка диаграммы направленности антенны.Various methods are known in the art for electrically controlling an antenna. Basically, antenna arrays are used for this, including elements whose signal phase can be individually set to control the direction of the antenna lobe.

Один из известных подходов к решению задачи описан в патенте США №5212583 [1]. Описанное в патенте [1] устройство, названное «электрооптической линзой» (см. Фиг.1), содержит ряд проводящих электродов 13, управляемых отдельными источниками напряжения, обеспечивающих формирование определенного коэффициента преломления ферроэлектрического материала 11 вдоль оси этого материала. Это дает возможность формирования эквивалентной вогнутой или выпуклой цилиндрической линзы, имеющей изменяющийся радиус кривизны. Изменяющимся радиусом кривизны управляют посредством контролируемого изменения напряжения, прикладываемого к каждому из электродов 13 по отдельности. Таким образом, решение [1] обеспечивает формирование ширины луча посредством ряда контролируемых источников напряжения, что серьезно усложняет систему и повышает ее стоимость при изготовлении.One of the known approaches to solving the problem is described in US patent No. 5212583 [1]. The device described in the patent [1], called an “electro-optical lens” (see FIG. 1), contains a series of conductive electrodes 13 controlled by separate voltage sources, which ensure the formation of a certain refractive index of the ferroelectric material 11 along the axis of this material. This makes it possible to form an equivalent concave or convex cylindrical lens having a varying radius of curvature. The variable radius of curvature is controlled by a controlled change in voltage applied to each of the electrodes 13 individually. Thus, the solution [1] ensures the formation of the beam width through a number of controlled voltage sources, which seriously complicates the system and increases its cost in manufacturing.

Другим способом управления лепестком диаграммы направленности является применение так называемой «оптической фазированной решетки», которая включает в себя адаптивную линзу. Такой способ раскрыт в патенте США №6400328 [2], который выбран в качестве прототипа заявляемого решения. В указанном документе описано устройство (см. Фиг.2), в котором применяется пластина из материала, обладающего ферроэлектрическими свойствами, с обеих сторон которой расположены прозрачные для электромагнитных волн пленки с высоким сопротивлением. На двух противоположных краях резистивной пленки расположены проволочные электроды с высокой проводимостью, которые электрически соединены вдоль резистивной пленки. Данные пленки с высоким сопротивлением обеспечивают постоянный градиент напряжения вдоль ферроэлектрической пластины, и этот градиент и является причиной отклонения электромагнитного луча, проходящего через данную ферроэлектрическую пластину. Важно, чтобы указанные пленки с высоким сопротивлением были прозрачны для электромагнитного луча.Another way to control the lobe of the radiation pattern is to use the so-called “phased optical array”, which includes an adaptive lens. This method is disclosed in US patent No. 6400328 [2], which is selected as a prototype of the proposed solution. In this document, a device is described (see FIG. 2), in which a plate of a material having ferroelectric properties is used, on both sides of which are films with high resistance transparent to electromagnetic waves. At two opposite edges of the resistive film are high conductivity wire electrodes that are electrically connected along the resistive film. These high-resistance films provide a constant voltage gradient along the ferroelectric plate, and this gradient is the reason for the deviation of the electromagnetic beam passing through this ferroelectric plate. It is important that these high-resistance films are transparent to the electromagnetic beam.

Следует отметить, что решение [2] обеспечивает только отклонение электромагнитного луча, проходящего через специальное устройство, не позволяя регулировать ширину луча.It should be noted that the solution [2] provides only the deviation of the electromagnetic beam passing through a special device, not allowing you to adjust the beam width.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке усовершенствованной конструкции электрически управляемой линзовой антенны, обеспечивающей возможность регулировки ширины луча при одновременном упрощении конструкции.The problem to which the invention is directed, is to develop an improved design of an electrically controlled lens antenna, providing the ability to adjust the beam width while simplifying the design.

Технический результат достигается за счет создания непрерывно электрически управляемой линзовой антенны, линзовый элемент которой выполнен из ферроэлектрического материала, отличающейся тем, что антенна включает в себя:The technical result is achieved by creating a continuously electrically controlled lens antenna, the lens element of which is made of ferroelectric material, characterized in that the antenna includes:

круглую пластину, выполненную из ферроэлектрического материала;a round plate made of ferroelectric material;

электрод с высоким сопротивлением, расположенный на верхней поверхности указанной пластины из ферроэлектрического материала;a high resistance electrode located on the upper surface of said plate of ferroelectric material;

сплошной электрически прозрачный резистивный электрод, расположенный на нижней поверхности указанной пластины из ферроэлектрического материала;a solid electrically transparent resistive electrode located on the lower surface of the specified plate of ferroelectric material;

первый электрод с высокой проводимостью, расположенный по центру на указанном электроде с высоким сопротивлением;a first electrode with high conductivity, located centrally on the specified electrode with high resistance;

второй электрод с высокой проводимостью, расположенный по краю указанного электрода с высоким сопротивлением;a second electrode with high conductivity located on the edge of the specified electrode with high resistance;

управляемый источник напряжения, соединенный с первым и вторым электродами с высокой проводимостью.controlled voltage source connected to the first and second electrodes with high conductivity.

При функционировании заявляемой непрерывно электрически управляемой линзовой антенны управляемый источник напряжения способствует созданию управляющего электрического поля и распределения диэлектрической проницаемости вдоль радиуса указанной пластины из ферроэлектрического материала.When the inventive continuously electrically operated lens antenna operates, a controlled voltage source contributes to the creation of a control electric field and distribution of dielectric constant along the radius of the specified plate of ferroelectric material.

Для функционирования заявляемой непрерывно электрически управляемой линзовой антенны имеет смысл, чтобы второй электрод с высокой проводимостью имел кольцевую форму.For the operation of the inventive continuously electrically controlled lens antenna, it makes sense that the second electrode with high conductivity has an annular shape.

Для функционирования заявляемой непрерывно электрически управляемой линзовой антенны имеет смысл, чтобы сплошной прозрачный резистивный электрод представлял собой круглый электрод с высоким сопротивлением.For the operation of the inventive continuously electrically operated lens antenna, it makes sense that the solid transparent resistive electrode is a round electrode with a high resistance.

Согласно одному из вариантов осуществления заявляемого изобретения, сплошной прозрачный резистивный электрод представляет собой пленку с высоким сопротивлением.According to one embodiment of the claimed invention, the solid transparent resistive electrode is a high resistance film.

Согласно одному из вариантов осуществления заявляемого изобретения, сплошной прозрачный резистивный электрод представляет собой круглую пленку с высоким сопротивлением, по краям которой дополнительно расположен кольцевой электрод с высокой проводимостью.According to one embodiment of the claimed invention, the continuous transparent resistive electrode is a round film with a high resistance, at the edges of which an annular electrode with high conductivity is additionally located.

Согласно одному из вариантов осуществления заявляемого изобретения, электрод с высоким сопротивлением представляет собой прозрачную для электромагнитных волн пленку с высоким сопротивлением.According to one embodiment of the claimed invention, the high-resistance electrode is a high-resistance film transparent to electromagnetic waves.

Для функционирования заявляемой непрерывно электрически управляемой линзовой антенны имеет смысл, чтобы указанный электрод с высоким сопротивлением и указанный непрерывный прозрачный резистивный электрод имели круглую форму.For the operation of the inventive continuously electrically controlled lens antenna, it makes sense that said electrode with high resistance and said continuous transparent resistive electrode have a circular shape.

Согласно одному из вариантов осуществления заявляемого изобретения, указанный сплошной прозрачный резистивный электрод электрически соединен посредством переключателя с первым электродом с высокой проводимостью.According to one embodiment of the claimed invention, said solid transparent resistive electrode is electrically connected via a switch to a first highly conductive electrode.

Согласно такому варианту осуществления заявляемого изобретения нулевое управляющее напряжение, приложенное к первому и второму электродам с высокой проводимостью, будет обеспечивать диаграмму направленности, близкую к однородной в полусфере.According to such an embodiment of the claimed invention, a zero control voltage applied to the first and second electrodes with high conductivity will provide a directivity pattern close to uniform in the hemisphere.

Согласно такому варианту осуществления заявляемого изобретения ненулевое управляющее напряжение, приложенное к первому и второму электродам с высокой проводимостью, будет обеспечивать узкую диаграмму направленности.According to such an embodiment of the claimed invention, a non-zero control voltage applied to the first and second electrodes with high conductivity will provide a narrow radiation pattern.

Согласно другому варианту осуществления заявляемого изобретения указанный сплошной прозрачный резистивный электрод электрически соединен посредством переключателя со вторым электродом с высокой проводимостью.According to another embodiment of the invention, said solid transparent resistive electrode is electrically connected via a switch to a second highly conductive electrode.

Согласно такому варианту осуществления заявляемого изобретения управляющее напряжение обеспечивает диаграмму направленности с уменьшенным коэффициентом направленности в центре диаграммы.According to such an embodiment of the claimed invention, the control voltage provides a radiation pattern with a reduced radiation coefficient in the center of the diagram.

Для функционирования заявляемой непрерывно электрически управляемой линзовой антенны имеет смысл, чтобы ферроэлектрический материал представлял собой BaxSi1-xTiO3 керамический материал.For the operation of the inventive continuously electrically operated lens antenna, it makes sense that the ferroelectric material is a Ba x Si 1-x TiO 3 ceramic material.

Предлагаемая непрерывно электрически управляемая линзовая антенна предназначена для использования, главным образом, в диапазоне миллиметровых волн.The proposed continuously electrically operated lens antenna is intended to be used mainly in the millimeter wave range.

Для лучшего понимания сущности изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими чертежами.For a better understanding of the invention, the following is a detailed description with the corresponding drawings.

Фиг.1 - электрооптическая линза на основе ферроэлектрического материала согласно решению [1].Figure 1 - electro-optical lens based on a ferroelectric material according to the solution [1].

Фиг.2 - отклоняющая пластина на основе ферроэлектрического материала согласно решению [2].Figure 2 - deflecting plate based on a ferroelectric material according to the solution [2].

Фиг.3 - распределение электрического поля в ферроэлектрической пластине, входящей в состав заявляемой антенны, приведенной на Фиг.4.Figure 3 - distribution of the electric field in the ferroelectric plate, which is part of the inventive antenna shown in Figure 4.

Фиг.4 - непрерывно управляемая линзовая антенна согласно изобретению.4 is a continuously controlled lens antenna according to the invention.

Фиг.5 - диаграмма направленности (коэффициент направленного действия в дБ) при нулевом напряжении и при поданном на ферроэлектрический материал напряжении.5 is a radiation pattern (directional coefficient in dB) at zero voltage and when applied to the ferroelectric material voltage.

Фиг.6 - диаграмма направленности (коэффициент направленного действия в дБ) для обратного распределения (уменьшение коэффициента направленного действия в центре диаграммы).6 is a radiation pattern (directional coefficient in dB) for the inverse distribution (decrease in directional coefficient in the center of the diagram).

Заявляемая непрерывно электрически управляемая линзовая антенна включает в себя круглую пластину 1 из ферроэлектрического материала, на верхней поверхности которой расположен электрод 6 с высоким сопротивлением, предпочтительно имеющий круглую форму (Фиг.4). Нижняя поверхность круглой пластины 1 из ферроэлектрического материала покрыта сплошным прозрачным для электромагнитных волн резистивным электродом 4, также предпочтительно имеющим круглую форму. На поверхности электрода 6 с высоким сопротивлением расположены электроды 2 и 3 с высокой проводимостью, электрически соединенные с контролируемым изменяющимся источником 5 напряжения. Электрод 2 с высокой проводимостью расположен в центре электрода 6 с высоким сопротивлением, а электрод 3 с высокой проводимостью, выполненный предпочтительно в форме кольца, расположен по краям электрода 6 с высоким сопротивлением.The inventive continuously electrically controlled lens antenna includes a round plate 1 of ferroelectric material, on the upper surface of which is located an electrode 6 with high resistance, preferably having a circular shape (Figure 4). The lower surface of the circular plate 1 of ferroelectric material is covered with a solid transparent for electromagnetic waves resistive electrode 4, also preferably having a circular shape. On the surface of the electrode 6 with high resistance are electrodes 2 and 3 with high conductivity, electrically connected to a controlled variable voltage source 5. A high conductivity electrode 2 is located in the center of the high resistance electrode 6, and a high conductivity electrode 3, preferably in the form of a ring, is located at the edges of the high resistance electrode 6.

Указанный электрод 6 с высоким сопротивлением предпочтительно выполняется прозрачным для электромагнитных волн, например, он может представлять собой электрически прозрачную пленку с высоким сопротивлением.The specified electrode 6 with high resistance is preferably transparent to electromagnetic waves, for example, it can be an electrically transparent film with high resistance.

Указанный сплошной электрически прозрачный резистивный электрод 4 предпочтительно выполняется в виде пленки с высоким сопротивлением, имеющей круглую форму, по краям которой дополнительно расположен кольцевой электрод 10 с высокой проводимостью.The specified solid electrically transparent resistive electrode 4 is preferably made in the form of a film with high resistance, having a circular shape, at the edges of which is additionally located a ring electrode 10 with high conductivity.

Указанный сплошной прозрачный резистивный электрод 4 предпочтительно соединяется с центральным электродом 2 с высокой проводимостью или кольцевым электродом 3 с высокой проводимостью при помощи переключателей 8 и 9 соответственно.Said solid transparent resistive electrode 4 is preferably connected to a high conductivity central electrode 2 or a high conductivity ring electrode 3 by means of switches 8 and 9, respectively.

Материал пластины 1 был выбран исходя из того, что ферроэлектрические материалы, такие как, например, керамические материалы на основе BaxSi1-xTiO3, имеют сильную зависимость диэлектрической проницаемости от прикладываемого электрического поля. Толщина пластины 1 и ее диаметр подбираются в зависимости от используемого диапазона частот.The material of the plate 1 was chosen on the basis that ferroelectric materials, such as, for example, ceramic materials based on Ba x Si 1-x TiO 3 , have a strong dependence of the dielectric constant on the applied electric field. The thickness of the plate 1 and its diameter are selected depending on the frequency range used.

Непрерывно электрически управляемая линзовая антенна (Фиг.4) обеспечивает формирование луча за счет создания распределения диэлектрической проницаемости вдоль радиуса круглой пластины 1 из ферроэлектрического материала.A continuously electrically controlled lens antenna (FIG. 4) provides beam formation by creating a dielectric constant distribution along the radius of the circular plate 1 of ferroelectric material.

Управляемый источник 5 напряжения способствует созданию управляющего электрического поля и распределения диэлектрической проницаемости вдоль радиуса указанной пластины 1 из ферроэлектрического материала.A controlled voltage source 5 contributes to the creation of a control electric field and the distribution of dielectric constant along the radius of the specified plate 1 of ferroelectric material.

Для создания радиального распределения электрического поля, прилагаемого к ферроэлектрическому материалу, используют электрод 6 с высоким сопротивлением с одним центральным электродом 2 с высокой проводимостью и вторым электродом 3 с высокой проводимостью, расположенным по краю верхнего круглого электрода 6. Кроме того, нижняя поверхность ферроэлектрической пластины 1 покрыта сплошным прозрачным резистивным электродом 4, который может быть связан с центральным электродом 2 или кольцевым электродом 3 при помощи переключателей 8 и 9.To create a radial distribution of the electric field applied to the ferroelectric material, a high resistance electrode 6 is used with one high conductivity central electrode 2 and a second high conductivity electrode 3 located at the edge of the upper circular electrode 6. In addition, the lower surface of the ferroelectric plate 1 covered with a continuous transparent resistive electrode 4, which can be connected to the central electrode 2 or the ring electrode 3 using switches 8 and 9.

Распределение напряжения вдоль радиуса электрода 6 с высоким сопротивлением приведено на Фиг.3 для однородного распределения сопротивления электрода 6 с высоким сопротивлением и сплошного прозрачного резистивного электрода 4, электрически соединенного с электродом 2 с высокой проводимостью (положение, когда переключатель 8 включен). Изменяя посредством контролируемого источника 5 напряжение, приложенное к электродам 2 и 3 с высокой проводимостью, можно изменять диэлектрическую проницаемость пластины 1 из ферроэлектрического материала. В частности, возникает возможность обеспечивать однородное распределение диэлектрической проницаемости для широкой диаграммы направленности и центрально-симметричное распределение для формирования фокальной области и узконаправленной диаграммы направленности для источника 7 излучения радиосигнала, который помещен в фокальной области. Диаграмма направленности для обоих случаев приведена на Фиг.5, где пунктирная линия соответствует нулевому управляющему напряжению, а сплошная линия соответствует ненулевому управляющему напряжению на пластине 1 из ферроэлектрического материала. В первом случае диаграмма направленности близка к однородной (для полусферы), которая обеспечивает возможность соединения (взаимодействия) со всеми пользователями в этой полусфере, во втором случае становится возможным выбрать одно направление и затем ориентировать линзу для выбора определенного пользователя.The voltage distribution along the radius of the high-resistance electrode 6 is shown in FIG. 3 for a uniform distribution of the resistance of the high-resistance electrode 6 and a solid transparent resistive electrode 4 electrically connected to the highly conductive electrode 2 (position when the switch 8 is on). By varying the voltage applied to the electrodes 2 and 3 with high conductivity by means of a controlled source 5, the dielectric constant of the plate 1 made of ferroelectric material can be changed. In particular, it becomes possible to provide a uniform distribution of dielectric constant for a wide radiation pattern and a centrally symmetric distribution to form a focal region and a narrowly directed radiation pattern for a radiation source 7 of a radio signal that is placed in the focal region. The radiation pattern for both cases is shown in FIG. 5, where the dashed line corresponds to the zero control voltage, and the solid line corresponds to the non-zero control voltage on the plate 1 made of ferroelectric material. In the first case, the directivity pattern is close to homogeneous (for the hemisphere), which provides the ability to connect (interact) with all users in this hemisphere, in the second case, it becomes possible to choose one direction and then orient the lens to select a specific user.

В случае обратного распределения (когда сплошной электрически прозрачный резистивный электрод 4 соединен с кольцевым электродом 3 с высокой проводимостью, переключатель 9 включен) становится возможным обеспечивать требуемую форму диаграммы направленности, например диаграмму с уменьшенным коэффициентом направленного действия (коэффициентом усиления) в центре (см. Фиг.6). Это может быть необходимо, например, для того чтобы подавить помехи от выбранных направлений.In the case of a reverse distribution (when a solid electrically transparent resistive electrode 4 is connected to a highly conductive ring electrode 3, the switch 9 is turned on), it becomes possible to provide the desired radiation pattern, for example, a diagram with a reduced directional coefficient (gain) in the center (see Fig. .6). This may be necessary, for example, in order to suppress interference from selected directions.

Изобретение может быть использовано в антенных системах, преимущественно в диапазоне миллиметровых волн.The invention can be used in antenna systems, mainly in the range of millimeter waves.

Claims (15)

1. Непрерывно электрически управляемая линзовая антенна, линзовый элемент которой выполнен из ферроэлектрического материала, отличающаяся тем, что включает в себя:
круглую пластину, выполненную из ферроэлектрического материала;
электрод с высоким сопротивлением, расположенный на верхней поверхности указанной пластины из ферроэлектрического материала;
сплошной электрически прозрачный резистивный электрод, расположенный на нижней поверхности указанной пластины из ферроэлектрического материала;
первый электрод с высокой проводимостью, расположенный по центру на указанном электроде с высоким сопротивлением;
второй электрод с высокой проводимостью, расположенный по краю указанного электрода с высоким сопротивлением;
управляемый источник напряжения, связанный с первым и вторым электродами с высокой проводимостью.
1. A continuously electrically controlled lens antenna, the lens element of which is made of ferroelectric material, characterized in that it includes:
a round plate made of ferroelectric material;
a high resistance electrode located on the upper surface of said plate of ferroelectric material;
a solid electrically transparent resistive electrode located on the lower surface of the specified plate of ferroelectric material;
a first electrode with high conductivity, located centrally on the specified electrode with high resistance;
a second electrode with high conductivity located on the edge of the specified electrode with high resistance;
controlled voltage source associated with the first and second electrodes with high conductivity.
2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что управляемый источник напряжения выполнен с возможностью поддержки управляющего электрического поля и распределения диэлектрической проницаемости вдоль радиуса указанной пластины из ферроэлектрического материала.2. The antenna according to claim 1, characterized in that the controlled voltage source is configured to support the control electric field and the distribution of dielectric constant along the radius of the specified plate of ferroelectric material. 3. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что второй электрод с высокой проводимостью имеет кольцевую форму.3. The antenna according to claim 1, characterized in that the second electrode with high conductivity has an annular shape. 4. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что сплошной электрически прозрачный резистивный электрод представляет собой круглый электрод с высоким сопротивлением.4. The antenna according to claim 1, characterized in that the continuous electrically transparent resistive electrode is a round electrode with a high resistance. 5. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что сплошной электрически прозрачный резистивный электрод представляет собой пленку с высоким сопротивлением.5. The antenna according to claim 1, characterized in that the continuous electrically transparent resistive electrode is a film with high resistance. 6. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что сплошной электрически прозрачный резистивный электрод представляет собой круг, выполненный из пленки с высоким сопротивлением, по краям которой дополнительно расположен кольцевой электрод с высокой проводимостью.6. The antenna according to claim 1, characterized in that the continuous electrically transparent resistive electrode is a circle made of a film with high resistance, at the edges of which an additional ring electrode with high conductivity is additionally located. 7. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что электрод с высоким сопротивлением представляет собой электрически прозрачную пленку с высоким сопротивлением.7. The antenna according to claim 1, characterized in that the electrode with high resistance is an electrically transparent film with high resistance. 8. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что указанный электрод с высоким сопротивлением и указанный сплошной электрически прозрачный резистивный электрод имеют форму круга.8. The antenna according to claim 1, characterized in that the specified electrode with high resistance and the specified solid electrically transparent resistive electrode have a circle shape. 9. Антенна по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что указанный сплошной электрически прозрачный резистивный электрод электрически соединен посредством переключателя с первым электродом с высокой проводимостью.9. An antenna according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said continuous electrically transparent resistive electrode is electrically connected by means of a switch to a first highly conductive electrode. 10. Антенна по п.9, отличающаяся тем, что нулевое управляющее напряжение, приложенное к первому и второму электродам с высокой проводимостью обеспечивает диаграмму направленности, близкую к однородной в полусфере.10. The antenna according to claim 9, characterized in that the zero control voltage applied to the first and second electrodes with high conductivity provides a directivity pattern that is close to uniform in the hemisphere. 11. Антенна по п.9, отличающаяся тем, что ненулевое управляющее напряжение, приложенное к первому и второму электродам с высокой проводимостью, обеспечивает узкую диаграмму направленности.11. The antenna according to claim 9, characterized in that the non-zero control voltage applied to the first and second electrodes with high conductivity provides a narrow radiation pattern. 12. Антенна по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что указанный сплошной электрически прозрачный резистивный электрод электрически соединен посредством переключателя со вторым электродом с высокой проводимостью.12. An antenna according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said continuous electrically transparent resistive electrode is electrically connected via a switch to a second highly conductive electrode. 13. Антенна по п.12, отличающаяся тем, что управляющее напряжение обеспечивает диаграмму направленности с уменьшенным коэффициентом направленности в центре диаграммы.13. The antenna according to item 12, wherein the control voltage provides a radiation pattern with a reduced radiation coefficient in the center of the diagram. 14. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что ферроэлектрический материал представляет собой BaxSi1-хТiO3 керамический материал.14. The antenna according to claim 1, characterized in that the ferroelectric material is a Ba x Si 1 x TiO 3 ceramic material. 15. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью функционирования преимущественно в диапазоне миллиметровых волн. 15. The antenna according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of functioning mainly in the range of millimeter waves.
RU2011129842/07A 2011-07-19 2011-07-19 Continuously electrically controlled lens antenna RU2480872C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129842/07A RU2480872C2 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Continuously electrically controlled lens antenna
KR1020120051840A KR101600781B1 (en) 2011-07-19 2012-05-16 Electrical steering lens anttena
US13/552,785 US9490547B2 (en) 2011-07-19 2012-07-19 Electrical steering lens antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129842/07A RU2480872C2 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Continuously electrically controlled lens antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011129842A RU2011129842A (en) 2013-01-27
RU2480872C2 true RU2480872C2 (en) 2013-04-27

Family

ID=47839961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011129842/07A RU2480872C2 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Continuously electrically controlled lens antenna

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101600781B1 (en)
RU (1) RU2480872C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102026269B1 (en) * 2018-08-22 2019-09-27 전자부품연구원 Lens Antenna with Corrugation Structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3810185A (en) * 1972-05-26 1974-05-07 Communications Satellite Corp Dual polarized cylindrical reflector antenna system
US5212583A (en) * 1992-01-08 1993-05-18 Hughes Aircraft Company Adaptive optics using the electrooptic effect
US6400328B1 (en) * 1999-11-23 2002-06-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Scanning continuous lens antenna device
RU2297698C2 (en) * 2005-07-11 2007-04-20 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации Toroid lens antenna with electric scanning in a round solid angle
RU2298863C2 (en) * 2005-07-11 2007-05-10 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации Mirror-lens antenna
RU92993U1 (en) * 2009-12-01 2010-04-10 ОАО "Научно-производственное объединение "ЛЭМЗ" QUASIOPTIC KLIMOV LENS

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453752A (en) * 1991-05-03 1995-09-26 Georgia Tech Research Corporation Compact broadband microstrip antenna
JP2606521Y2 (en) * 1992-02-27 2000-11-27 株式会社村田製作所 Antenna device
JP3303432B2 (en) * 1993-05-25 2002-07-22 ソニー株式会社 Antenna device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3810185A (en) * 1972-05-26 1974-05-07 Communications Satellite Corp Dual polarized cylindrical reflector antenna system
US5212583A (en) * 1992-01-08 1993-05-18 Hughes Aircraft Company Adaptive optics using the electrooptic effect
US6400328B1 (en) * 1999-11-23 2002-06-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Scanning continuous lens antenna device
RU2297698C2 (en) * 2005-07-11 2007-04-20 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации Toroid lens antenna with electric scanning in a round solid angle
RU2298863C2 (en) * 2005-07-11 2007-05-10 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации Mirror-lens antenna
RU92993U1 (en) * 2009-12-01 2010-04-10 ОАО "Научно-производственное объединение "ЛЭМЗ" QUASIOPTIC KLIMOV LENS

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130010828A (en) 2013-01-29
KR101600781B1 (en) 2016-03-08
RU2011129842A (en) 2013-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8797221B2 (en) Reconfigurable antennas utilizing liquid metal elements
US10727823B2 (en) Method for adjusting electromagnetic wave, and metamaterial
JP6339215B2 (en) Dynamic polarization and coupling control for a moving cylindrical feed holographic antenna
CN102122762B (en) Millimeter-wave 360-DEG omnidirectional-scan dielectric cylinder lens antenna
JP6400722B2 (en) Dynamic polarization and coupling control for movable multilayer cylindrical feed holographic antenna
Bossard et al. A novel design methodology for reconfigurable frequency selective surfaces using genetic algorithms
WO2018072627A1 (en) Liquid-crystal reconfigurable metasurface reflector antenna
US10566960B2 (en) Metamaterial, and method and apparatus for adjusting frequency of metamaterial
Bai et al. Wideband pattern-reconfigurable cone antenna employing liquid-metal reflectors
Moghadas et al. MEMS-tunable half phase gradient partially reflective surface for beam-shaping
US20070080891A1 (en) Configurable and orientable antenna and corresponding base station
Hashemi et al. Evolution of composite right/left-handed leaky-wave antennas
Mabrouk et al. A novel design of radiation pattern-reconfigurable antenna system for millimeter-wave 5G applications
Gao et al. Horizontally polarized 360° beam-steerable frequency-reconfigurable antenna
CA3132836A1 (en) Resonance-frequency diverse metamaterials and metasurfaces
Minin et al. Basic principles of Fresnel antenna arrays
Kim et al. Electromagnetic band gap‐dipole sub‐array antennas creating an enhanced tilted beams for future base station
RU2480872C2 (en) Continuously electrically controlled lens antenna
Ebrahimzadeh et al. Multi beam scanning programmable metasurface using miniaturized unit cells for 5G applications
US9490547B2 (en) Electrical steering lens antenna
US9178276B1 (en) Widely varied reconfigurable aperture antenna system utilizing ultra-fast transitioned aperture material
WO2020191335A1 (en) Acoustic diffractive concentrators
Gagnon et al. Comparison between conventional lenses and an electrically thin lens made using a phase shifting surface (PSS) at Ka band
CN110783705B (en) Electromagnetic super-surface unit and corresponding antenna
JP2019106662A (en) Divided ring resonator and metamaterial dynamic element