RU2530242C1 - Antenna - Google Patents

Antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2530242C1
RU2530242C1 RU2013116193/08A RU2013116193A RU2530242C1 RU 2530242 C1 RU2530242 C1 RU 2530242C1 RU 2013116193/08 A RU2013116193/08 A RU 2013116193/08A RU 2013116193 A RU2013116193 A RU 2013116193A RU 2530242 C1 RU2530242 C1 RU 2530242C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal plate
square metal
length
square
slots
Prior art date
Application number
RU2013116193/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Алексеевич Орлов
Тамара Семеновна Бирюкова
Галина Анатольевна Сулимова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники"
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 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники"
Priority to RU2013116193/08A priority Critical patent/RU2530242C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2530242C1 publication Critical patent/RU2530242C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: antenna containing a square metal plate located above a metal screen parallel to it, differing by the fact that in the middle of sides of the square metal plate there are slots perpendicular to its sides, which are smaller as to length than half length of a side of the square metal plate; to opposite laying slots there in-phase connected are two pieces of equal length of a coaxial cable, which are parallel connected in a central area of the square metal plate; to their common point there connected is an input cable passing to the metal screen through the centre of the square metal plate; besides, installation height of the square metal plate above the metal screen lies in the limits up to half of its side.
EFFECT: enlarging a working width range, enlarging coefficient of directed action and amplification coefficient at reduction of overall dimensions.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области антенно-фидерных устройств и может быть использовано, например, в качестве направленной двухполяризационной антенны с ортогональными поляризациями в дециметровом диапазоне волн.The invention relates to the field of antenna-feeder devices and can be used, for example, as a directional bipolarization antenna with orthogonal polarizations in the decimeter wavelength range.

Известна антенна, полотно которой выполнено из металлического листа (патент РФ №2256983 С2, H01Q 9/00), обеспечивающая работу с одной линейной поляризацией. Работа такой антенны одновременно с двумя ортогональными линейными поляризациями невозможна.A known antenna, the fabric of which is made of a metal sheet (RF patent No. 2256983 C2, H01Q 9/00), provides operation with one linear polarization. The operation of such an antenna simultaneously with two orthogonal linear polarizations is impossible.

Известна антенна, содержащая квадратную металлическую пластину, расположенную над металлическим экраном параллельно ему (Д.М. Сазонов, Антенны и устройства СВЧ, «Высшая школа», Москва, 1988, стр.258-262, рис.10-15, 10-18), излучающая поле двух ортогональных поляризаций, выбранная в качестве прототипа.A known antenna containing a square metal plate located above a metal screen parallel to it (D.M. Sazonov, Antennas and microwave devices, Higher School, Moscow, 1988, pp. 258-262, Fig. 10-15, 10-18 ) emitting a field of two orthogonal polarizations, selected as a prototype.

Недостатками известной антенны являются ее узкополосность (полоса пропускания ~ до 3% от средней частоты) и пониженный коэффициент полезного действия (50÷80%).The disadvantages of the known antenna are its narrowband (bandwidth ~ up to 3% of the average frequency) and low efficiency (50 ÷ 80%).

Технический результат предложения состоит в том, что при сохранении технологической простоты плоских, в том числе печатных, антенн достигается расширение рабочего диапазона частот, увеличение коэффициента направленного действия и коэффициента усиления при уменьшении габаритных размеров без использования высокочастотных диэлектриков.The technical result of the proposal is that while maintaining the technological simplicity of flat, including printed, antennas, an extension of the operating frequency range is achieved, an increase in the directional coefficient and gain while reducing the overall dimensions without using high-frequency dielectrics.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в антенне, содержащей квадратную металлическую пластину, расположенную над металлическим экраном параллельно ему, в середине сторон квадратной металлической пластины выполнены прорези, перпендикулярные ее сторонам, меньшие по длине, чем половина длины стороны квадратной металлической пластины, к противолежащим прорезям синфазно присоединены два отрезка равной длины коаксиального кабеля, соединенные параллельно в центральной области квадратной металлической пластины, к их общей точке присоединен входной кабель, проходящий к металлическому экрану через центр квадратной металлической пластины, причем высота установки квадратной металлической пластины над металлическим экраном не превышает половины длины ее стороны.The expected technical result is achieved by the fact that in the antenna containing a square metal plate located above the metal screen parallel to it, slots are made in the middle of the sides of the square metal plate, perpendicular to its sides, shorter than half the length of the side of the square metal plate, to opposite slots two segments of equal length of a coaxial cable connected in parallel in the central region of a square metal plate are connected in phase to their common ochke attached input cable extending to the metal screen through the center of a square metal plate, wherein the mounting height of a square metal plate does not exceed half the length of its sides over the metal screen.

Кроме того, в антенне над сторонами квадратной металлической пластины параллельно им и симметрично относительно прорезей установлены на изоляторах пассивные вибраторы, длина которых меньше длины стороны квадратной металлической пластины.In addition, in the antenna above the sides of the square metal plate, passive vibrators are installed on insulators parallel to them and symmetrically relative to the slots, the length of which is less than the length of the side of the square metal plate.

Фиг.1 - вид сбоку антенны по п.1;Figure 1 is a side view of the antenna according to claim 1;

Фиг.2 - вид сверху антенны по п.1;Figure 2 is a top view of the antenna according to claim 1;

Фиг.3 - вид сбоку антенны по п.2;Figure 3 is a side view of the antenna according to claim 2;

Фиг.4 - вид сверху антенны по п.2.Figure 4 is a top view of the antenna according to claim 2.

Обозначения на фигурах:Designations in the figures:

1 - квадратная металлическая пластина;1 - square metal plate;

2 - входные кабели;2 - input cables;

3 - металлический экран;3 - metal screen;

4 - отрезки коаксиального кабеля;4 - pieces of coaxial cable;

5 - прорези;5 - slots;

6 - стойки-изоляторы;6 - rack insulators;

7 - стойки-изоляторы пассивных вибраторов;7 - rack-insulators of passive vibrators;

8 - пассивные вибраторы;8 - passive vibrators;

9 - сектора квадратной металлической пластины;9 - sectors of a square metal plate;

10 - металлическая стойка.10 - metal rack.

s - ширина прорезей 5;s is the width of the slots 5;

Н - высота расположения квадратной металлической пластины 1 над металлическим экраном 3;H is the height of the square metal plate 1 above the metal screen 3;

h - высота расположения пассивных вибраторов 8 над квадратной металлической пластиной 1;h is the height of the passive vibrators 8 over a square metal plate 1;

a - длина стороны квадратной металлической пластины 1;a is the side length of the square metal plate 1;

b - длина прорезей 5;b is the length of the slots 5;

е - ширина пассивных вибраторов 8;e is the width of the passive vibrators 8;

g - длина пассивных вибраторов 8;g is the length of the passive vibrators 8;

с - расстояние точки присоединения отрезков коаксиального кабеля 4 от края квадратной металлической пластины 1.C is the distance of the point of attachment of the segments of the coaxial cable 4 from the edge of the square metal plate 1.

Квадратная металлическая пластина 1, в которой выполнены прорези 5, ширина которых S много меньше длины рабочей волны, установлена, например, на стойках-изоляторах 6 над металлическим экраном 3. На квадратной металлической пластине 1 закреплены с обеспечением электрического контакта отрезки коаксиального кабеля 4, центральные проводники которых присоединены к противоположным сторонам прорезей 5. Так же на поверхности квадратной металлической пластины 1 выполнено присоединение входных кабелей 2 к точке параллельного соединения отрезков коаксиального кабеля 4. Входные кабели 2 выведены с квадратной металлической пластины 1 через ее центр (точку нулевого потенциала) к металлическому экрану 3.A square metal plate 1, in which slots 5 are made, the width of which S is much less than the wavelength of the working wave, is mounted, for example, on the insulator racks 6 above the metal screen 3. On the square metal plate 1, segments of the coaxial cable 4 are secured with electrical contact, central the conductors of which are connected to opposite sides of the slots 5. Also, on the surface of the square metal plate 1, input cables 2 are connected to the point of parallel connection of the segments to axial cable 4. Input cables 2 are output from a square metal plate 1 through its center (point of zero potential) to the metal screen 3.

Квадратная металлическая пластина 1 может быть установлена на одной металлической стойке 10, расположенной в ее центре (фиг.3), вместо стоек-изоляторов 6 (фиг.1).A square metal plate 1 can be mounted on one metal rack 10 located in its center (Fig. 3), instead of the insulator racks 6 (Fig. 1).

Над сторонами квадратной металлической пластины 1 параллельно им и симметрично относительно прорезей 5 дополнительно установлены на стойках-изоляторах 7 пассивные вибраторы 8 (фиг.3, фиг.4).Above the sides of the square metal plate 1 parallel to them and symmetrically relative to the slots 5, passive vibrators 8 are additionally mounted on the insulator racks 7 (Fig. 3, Fig. 4).

При работе антенны входной сигнал подается на входные кабели 2 и через отрезки коаксиального кабеля 4 синфазно возбуждает противолежащие прорези 5 и через них токи на секторах квадратной металлической пластины 9, излучающие энергию в пространство. При этом квадратная металлическая пластина 1 резонирует на нижних частотах входного сигнала, а ее сектора 9 - на верхних частотах. Резонансный размер квадратной металлической пластины 1 уменьшается от введения прорезей 5 по сравнению с резонансным размером пластины прототипа, равным половине длины рабочей волны.When the antenna is operating, the input signal is supplied to the input cables 2 and through the segments of the coaxial cable 4 in-phase excites opposite slots 5 and through them the currents on the sectors of the square metal plate 9, emitting energy into space. In this case, the square metal plate 1 resonates at the lower frequencies of the input signal, and its sectors 9 at high frequencies. The resonant size of the square metal plate 1 is reduced from the introduction of the slots 5 compared with the resonant size of the plate of the prototype, equal to half the length of the working wave.

Дальнейшее улучшение согласования антенны с входным кабелем и увеличение ее коэффициента усиления на верхних частотах рабочего диапазона достигается введением пассивных вибраторов 8. Их длина должна быть меньше длины стороны квадратной металлической пластины 1, т.к. они должны резонировать на более высоких частотах, чем квадратная металлическая пластина.Further improvement in matching the antenna with the input cable and increasing its gain at the higher frequencies of the operating range is achieved by introducing passive vibrators 8. Their length should be less than the length of the side of the square metal plate 1, because they should resonate at higher frequencies than a square metal plate.

Выбором высоты в указанных пределах достигается одновременно широкополосность по согласованию антенны с входным кабелем и высокий коэффициент усиления. Превышение высоты ведет к расширению диаграммы направленности и уменьшению коэффициента усиления.By choosing a height within the specified limits, broadband is simultaneously achieved by matching the antenna with the input cable and a high gain. Exceeding the height leads to an expansion of the radiation pattern and a decrease in gain.

Для получения оптимальных характеристик антенны в заданном диапазоне частот размеры антенны должны быть выполнены в указанных ниже пределах:To obtain optimal antenna characteristics in a given frequency range, the antenna dimensions must be made within the following limits:

a=(0,28-0,35)λmax; h < λ max 4

Figure 00000001
;a = (0.28-0.35) λ max ; h < λ max four
Figure 00000001
;

s<<λmax; e<<λmax; b<0,45a; c<0,5b;s << λ max ; e << λ max ; b <0.45a; c <0.5b;

гдеWhere

s - ширина прорезей 5;s is the width of the slots 5;

λmax - длина максимальной рабочей волны;λ max - the length of the maximum working wave;

a - длина стороны квадратной металлической пластины 1;a is the side length of the square metal plate 1;

h - высота расположения пассивных вибраторов 8 над квадратной металлической пластиной 1;h is the height of the passive vibrators 8 over a square metal plate 1;

b - длина прорезей 5;b is the length of the slots 5;

е - ширина пассивных вибраторов 8;e is the width of the passive vibrators 8;

g - длина пассивных вибраторов 8;g is the length of the passive vibrators 8;

с - расстояние точки присоединения отрезков коаксиального кабеля 4 от края квадратной металлической пластины 1.C is the distance of the point of attachment of the segments of the coaxial cable 4 from the edge of the square metal plate 1.

Эксперименты показали, что рабочий диапазон предлагаемой антенны расширяется до 30% и более.The experiments showed that the working range of the proposed antenna is expanded to 30% or more.

При выполнении антенны с использованием пассивных вибраторов 8 рабочий диапазон антенны еще больше расширяется и может быть доведен до двухкратного, при котором отношение верхней рабочей частоты к нижней не менее 2.When performing the antenna using passive vibrators 8, the working range of the antenna is further expanded and can be brought up to double, in which the ratio of the upper operating frequency to the lower is at least 2.

Claims (2)

1. Антенна, содержащая квадратную металлическую пластину, расположенную над металлическим экраном параллельно ему, отличающаяся тем, что в середине сторон квадратной металлической пластины выполнены прорези, перпендикулярные ее сторонам, меньшие по длине, чем половина длины стороны квадратной металлической пластины, к противолежащим прорезям синфазно присоединены два отрезка равной длины коаксиального кабеля, соединенные параллельно в центральной области квадратной металлической пластины, к их общей точке присоединен входной кабель, проходящий к металлическому экрану через центр квадратной металлической пластины, причем высота установки квадратной металлической пластины над металлическим экраном лежит в пределах до половины ее стороны.1. An antenna containing a square metal plate located parallel to it above the metal screen, characterized in that, in the middle of the sides of the square metal plate, slots are made perpendicular to its sides, shorter in length than half the length of the side of the square metal plate, are connected in phase to the opposite slots two segments of equal length of a coaxial cable connected in parallel in the central region of a square metal plate, an input cable is connected to their common point Extending the metal screen through the center of a square metal plate, wherein the mounting height of a square metal plate above the metal screen is in the range up to half of its sides. 2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что над сторонами квадратной металлической пластины параллельно им и симметрично относительно прорезей установлены на изоляторах пассивные вибраторы, длина которых меньше длины стороны квадратной металлической пластины. 2. The antenna according to claim 1, characterized in that passive vibrators are installed on insulators parallel to them and symmetrically relative to the slots on the insulators, the length of which is less than the length of the side of the square metal plate.
RU2013116193/08A 2013-04-09 2013-04-09 Antenna RU2530242C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013116193/08A RU2530242C1 (en) 2013-04-09 2013-04-09 Antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013116193/08A RU2530242C1 (en) 2013-04-09 2013-04-09 Antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2530242C1 true RU2530242C1 (en) 2014-10-10

Family

ID=53381590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013116193/08A RU2530242C1 (en) 2013-04-09 2013-04-09 Antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2530242C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691121C1 (en) * 2018-06-09 2019-06-11 Акционерное общество "Научно-производственное объединение Измерительной техники" (АО "НПО ИТ") Double-polarization antenna

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313809B1 (en) * 1998-12-23 2001-11-06 Kathrein-Werke Kg Dual-polarized dipole antenna
RU2175802C1 (en) * 2000-04-25 2001-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" Dual-polarization mirror antenna
EP1174946A1 (en) * 2000-04-25 2002-01-23 Lucent Technologies Inc. Phased array antenna with active edge elements
RU2225663C1 (en) * 2002-08-22 2004-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕЛЕКОНТА" Antenna
RU2258285C1 (en) * 2003-11-21 2005-08-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Planar antenna
RU2296397C2 (en) * 2005-05-31 2007-03-27 Джи-хо Ан Antenna-feeder assembly and antenna incorporated in this assembly
RU118474U1 (en) * 2010-12-13 2012-07-20 Сергей Геннадьевич Сычугов BROADBAND STRIP ANTENNA WITH DOUBLE POLARIZATION

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313809B1 (en) * 1998-12-23 2001-11-06 Kathrein-Werke Kg Dual-polarized dipole antenna
RU2175802C1 (en) * 2000-04-25 2001-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" Dual-polarization mirror antenna
EP1174946A1 (en) * 2000-04-25 2002-01-23 Lucent Technologies Inc. Phased array antenna with active edge elements
RU2225663C1 (en) * 2002-08-22 2004-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕЛЕКОНТА" Antenna
RU2258285C1 (en) * 2003-11-21 2005-08-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Planar antenna
RU2296397C2 (en) * 2005-05-31 2007-03-27 Джи-хо Ан Antenna-feeder assembly and antenna incorporated in this assembly
RU118474U1 (en) * 2010-12-13 2012-07-20 Сергей Геннадьевич Сычугов BROADBAND STRIP ANTENNA WITH DOUBLE POLARIZATION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691121C1 (en) * 2018-06-09 2019-06-11 Акционерное общество "Научно-производственное объединение Измерительной техники" (АО "НПО ИТ") Double-polarization antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9793611B2 (en) Antenna
Islam et al. Design analysis of high gain wideband L-probe fed microstrip patch antenna
Malviya et al. A 2× 2 dual-band MIMO antenna with polarization diversity for wireless applications
Khalily et al. Bandwidth enhancement and radiation characteristics improvement of rectangular dielectric resonator antenna
RU2576592C2 (en) Broadband microstrip antennae and antenna arrays
EP3201986B1 (en) Antenna device for a base station antenna system
US20120068898A1 (en) Compact ultra wide band antenna for transmission and reception of radio waves
EP3172797A1 (en) Slotted slot antenna
CN110676589A (en) High-gain differential dual-polarized dielectric patch antenna based on higher-order mode
EP2913892A1 (en) An antenna, a multiple antenna array and a method of radiating a radio-frequency signal
Ardakani et al. A monopole antenna with notch-frequency function for UWB application
Hassain et al. Single and Dual Band-Notch UWB Antenna Using SRR/CSRR Resonators.
Wang et al. A new metamaterial-based UWB MIMO antenna
CN104953281B (en) A kind of medium resonator antenna of frequency-adjustable
RU2530242C1 (en) Antenna
Ali et al. Design of wideband microstrip patch antenna using L-probe fed at 2.6 GHz
Nikkhah et al. A low sidelobe and wideband series-fed dielectric resonator antenna array
Kumari et al. Ring dielectric resonator antenna for broadband application
Pradeep et al. A Compact 4x4 Peace-Shaped Wideband MIMO Antenna for Sub-6 GHz 5G Wireless Applications
Mukherjee et al. Substrate integrated waveguide (SIW) cavity backed slot antenna for polarization diversity application
US20220376401A1 (en) Dual-Polarization Antenna Module and Electronic Device Comprising Said Antenna Module
Reddy et al. T-shape microstrip patch antenna for WiMAX applications
Ma et al. Vivaldi antenna with balun feed for SKA feeding system in UWB
Patel et al. Compact wideband perforated rectangular dielectric resonator antenna
Chaudhary et al. A novel triple-band cylindrical dielectric resonator antenna using varying permittivity in ϕ-direction