RU2552230C2 - Directional band antenna - Google Patents

Directional band antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2552230C2
RU2552230C2 RU2013139194/08A RU2013139194A RU2552230C2 RU 2552230 C2 RU2552230 C2 RU 2552230C2 RU 2013139194/08 A RU2013139194/08 A RU 2013139194/08A RU 2013139194 A RU2013139194 A RU 2013139194A RU 2552230 C2 RU2552230 C2 RU 2552230C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emitter
line
radiator
coaxial
antenna
Prior art date
Application number
RU2013139194/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013139194A (en
Inventor
Лидия Ивановна Лавринович
Original Assignee
Открытое акционерное общество Омское производственное объединение "Радиозавод имени А.С. Попова" (РЕЛЕРО)
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 Омское производственное объединение "Радиозавод имени А.С. Попова" (РЕЛЕРО) filed Critical Открытое акционерное общество Омское производственное объединение "Радиозавод имени А.С. Попова" (РЕЛЕРО)
Priority to RU2013139194/08A priority Critical patent/RU2552230C2/en
Publication of RU2013139194A publication Critical patent/RU2013139194A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2552230C2 publication Critical patent/RU2552230C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

FIELD: physics, communications.
SUBSTANCE: invention relates to antenna engineering and can be used in communication equipment, radar and navigation as a single broadband radiator or as a component of multielement antenna arrays, preferably for the upper part of the decimetre range. The directional band antenna comprises at least one zigzag printed radiator made on one side of a dielectric plate, placed in parallel to a flat reflector, a matching device and a coaxial line which extends to the zero potential point of the radiator. The matching device is in the form of a microstrip transmission line located between the coaxial line and the radiator and formed by portions of different width. The microstrip line is located on the other side of the dielectric plate over the radiator strips which form the return conductor of the microstrip line. The width of the portion of the microstrip line is selected based on a condition of matching the input resistance of the radiator and the coaxial line. The radiator strips have the same width throughout the length of the strip in order to stabilise the input resistance of the radiator.
EFFECT: enabling matching of a zigzag radiator with a coaxial feed line with any wave impedance, preventing cross polarisation interference in the feed and matching line, simple design and improved manufacturability of the both an antenna with a single radiator and antenna arrays.
3 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в аппаратуре связи, радиолокации и навигации в качестве одиночного широкополосного излучателя или в качестве составляющего элемента многоэлементных антенных решеток, предпочтительно для верхней части дециметрового диапазона.The invention relates to antenna technology and can be used in communication, radar and navigation equipment as a single broadband emitter or as an integral element of multi-element antenna arrays, preferably for the upper part of the decimeter range.

Уровень техникиState of the art

Известна антенна, содержащая, по меньшей мере, один печатный излучатель с питающим коаксиальным кабелем, разъем для подключения приемно-передающей аппаратуры и плоский рефлектор (патент RU 2225663, МПК H01Q 1/38, опубл. 10.03.2004 г.).A known antenna containing at least one printed radiator with a power supply coaxial cable, a connector for receiving and transmitting equipment and a flat reflector (patent RU 2225663, IPC H01Q 1/38, publ. 10.03.2004).

Печатное исполнение излучателей обеспечивает малые металлоемкость, массу и габариты антенны. Однако упомянутая антенна имеет существенный недостаток - узкий диапазон согласования, что обусловлено выполнением излучателя в виде полоскового вибратора. Кроме того, при использовании вибраторных излучателей в качестве элементов антенной решетки, для обеспечения однонаправленного излучения, платы с излучателями должны быть закреплены ортогонально плоскости общего рефлектора, что создает трудности в обеспечении механической прочности антенны.The printed version of the emitters provides low metal consumption, weight and dimensions of the antenna. However, the aforementioned antenna has a significant drawback - a narrow matching range, which is due to the implementation of the emitter in the form of a strip vibrator. In addition, when using vibrator emitters as elements of an antenna array, to ensure unidirectional radiation, boards with emitters must be fixed orthogonally to the plane of the common reflector, which creates difficulties in ensuring the mechanical strength of the antenna.

Известна панельная антенна, имеющая широкий диапазон излучения (см. патент RU 2273079, МПК H01Q 21/08, опубл. 27.03.2006), состоящая из одного или нескольких излучателей с питанием от коаксиального кабеля, каждый из которых выполнен в виде закрепленной параллельно рефлектору плоской металлической рамки со щелью и четырьмя шлейфами в виде пластин для улучшения согласования излучателя.Known panel antenna having a wide range of radiation (see patent RU 2273079, IPC H01Q 21/08, publ. 03/27/2006), consisting of one or more emitters powered by a coaxial cable, each of which is made in the form of a flat mounted parallel to the reflector a metal frame with a slit and four loops in the form of plates to improve the matching of the emitter.

Однако упомянутые шлейфы обеспечивают согласование в ограниченной полосе частот и при этом создают излучение ортогональной, относительно излучения рамки, поляризации, что способствует появлению кросс-поляризационных помех. Размещение коаксиального кабеля в поле излучения также приводит возникновению кросс-поляризационных помех и искажению диаграмм направленности излучателя. Для уменьшения фазовых искажений в питании излучателя, оплетка коаксиального кабеля должна быть припаяна к рамке по всей длине контакта, что создает определенные технологические трудности.However, these loops provide coordination in a limited frequency band and at the same time create radiation orthogonal, relative to the radiation of the frame, polarization, which contributes to the appearance of cross-polarization interference. Placing a coaxial cable in the radiation field also leads to cross-polarization interference and distortion of the radiation patterns of the emitter. To reduce phase distortion in the power supply of the emitter, the braid of the coaxial cable should be soldered to the frame along the entire length of the contact, which creates certain technological difficulties.

Для согласования с питающей линией произвольного волнового сопротивления потребуется введение дополнительного согласующего устройства.For matching with the supply line of an arbitrary wave resistance, an additional matching device will be required.

Диаграмма направленности антенной решетки и, следовательно, ее коэффициент направленного действия определяются направленными свойствами излучателей, их расположением в решетке, а также законом распределения амплитуд и фаз питающих сигналов. Для обеспечения этих требований, особенно в верхней части дециметрового диапазона, необходимо задавать жесткие допуски на геометрические размеры излучателей, согласующих устройств, линий питания, т.к. несоответствие размеров приводит к изменениям формы диаграммы направленности, уменьшению коэффициента направленного действия.The radiation pattern of the antenna array and, therefore, its directional coefficient are determined by the directional properties of the emitters, their location in the array, as well as the distribution law of the amplitudes and phases of the supply signals. To ensure these requirements, especially in the upper part of the decimeter range, it is necessary to set tight tolerances on the geometric dimensions of the emitters, matching devices, power lines, as the size mismatch leads to changes in the shape of the radiation pattern, a decrease in the coefficient of directional action.

Для получения в вышеупомянутом решении панельной антенны рамки с хорошей повторяемостью размеров, необходимо применять при ее изготовлении лазерную резку или подстраиваемый штамп, что ведет к значительному удорожанию производства.In order to obtain a frame antenna with good repeatability in the aforementioned solution, it is necessary to use laser cutting or an adjustable stamp in its manufacture, which leads to a significant increase in the cost of production.

При создании остронаправленных антенн с большим числом излучателей более перспективным является использование многоэлементных антенных решеток на основе печатных излучателей, имеющих хорошую повторяемость геометрических размеров.When creating highly directional antennas with a large number of emitters, the use of multi-element antenna arrays based on printed emitters having good repeatability of geometric dimensions is more promising.

Известна широкополосная зигзагообразная антенна (см. патент RU 2373619, МПК H01Q 9/16, опубл. 20.11.2009 г.), содержащая печатный вибратор, состоящий из двух идентичных металлических плеч кольцеобразной эллиптической формы, расположенных симметрично относительно точек питания, и два согласующих элемента в виде проводящих плоскостей эллиптической формы, размещенных с постоянным зазором внутри плеч вибратора, на той же стороне диэлектрической пластины. Эта антенна может быть использована в качестве излучателя многоэлементной решетки. Для организации питания симметричного излучателя коаксиальным кабелем имеется дополнительное симметрирующее устройство, расположенное перпендикулярно плате.Known broadband zigzag antenna (see patent RU 2373619, IPC H01Q 9/16, publ. November 20, 2009), containing a printed vibrator consisting of two identical metal shoulders of a ring-shaped elliptical shape, located symmetrically relative to the power points, and two matching elements in the form of conductive planes of elliptical shape, placed with a constant gap inside the shoulders of the vibrator, on the same side of the dielectric plate. This antenna can be used as a radiator of a multi-element array. To organize the power supply of the symmetric emitter with a coaxial cable, there is an additional balancing device located perpendicular to the board.

Недостатком такой конструкции является сложность реализации симметрирующего устройства, т.к. последнее имеет длину 0,25λ, где λ - длина волны на средней частоте рабочего диапазона, а расстояние до рефлектора составляет всего (0,16-0,18)λ. В результате закрепить симметрирующее устройство непосредственно за рефлектор невозможно. Кроме того антенна имеет небольшой коэффициент усиления (не более 7 дБ) и полосу согласования 50-55%.The disadvantage of this design is the difficulty of implementing a balancing device, because the latter has a length of 0.25λ, where λ is the wavelength at the middle frequency of the operating range, and the distance to the reflector is only (0.16-0.18) λ. As a result, it is impossible to fix the balancing device directly to the reflector. In addition, the antenna has a small gain (not more than 7 dB) and a matching band of 50-55%.

Известна диапазонная направленная антенна печатного исполнения (см. патент RU 2076407, МПК H01Q 19/10, опуб. 27.03.1997), содержащая металлическое зигзагообразное излучающее полотно, вырожденное в кольцо, заполненное двумя металлическими секторами с углом β у клемм питания, и плоский экран-рефлектор, параллельный излучателю. Эта антенна также может быть применена в качестве излучателя многоэлементной решетки, однако она имеет низкий уровень согласования и низкий коэффициент усиления (около 4 дБ).Known range directional antenna printed design (see patent RU 2076407, IPC H01Q 19/10, publ. 03/27/1997) containing a metal zigzag radiating fabric degenerated into a ring filled with two metal sectors with an angle β at the power terminals, and a flat screen reflector parallel to the emitter. This antenna can also be used as a radiator of a multi-element array, however, it has a low level of matching and a low gain (about 4 dB).

В качестве наиболее близкого аналога, характеризующегося совокупностью признаков, наиболее близкой к совокупности существенных признаков заявляемого технического решения, принята конструкция зигзагообразной антенны, раскрытая в патенте на изобретение SU 1617501, МПК H01Q 19/00, опубл. 30.12.1990 г.As the closest analogue, characterized by a combination of features closest to the set of essential features of the claimed technical solution, the design of the zigzag antenna is disclosed in the patent for invention SU 1617501, IPC H01Q 19/00, publ. 12/30/1990

Упомянутая антенна содержит выполненный на одной стороне диэлектрической платы зигзагообразный печатный излучатель, размещенный параллельно излучателю плоский рефлектор, согласующее устройство и коаксиальную линию питания.The aforementioned antenna comprises a zigzag printed emitter made on one side of the dielectric board, a flat reflector placed parallel to the emitter, a matching device and a coaxial power line.

Излучатель сформирован парой зигзагообразных полосков, соединенных между собой концами с образованием двух ромбических ячеек, расположенных симметрично относительно точек питания. Применение зигзагообразного излучателя над рефлектором позволяет получить коэффициент усиления 8-9 дБ в рабочей полосе частот.The emitter is formed by a pair of zigzag strips connected by ends to form two rhombic cells located symmetrically relative to the supply points. The use of a zigzag emitter above the reflector allows to obtain a gain of 8-9 dB in the working frequency band.

Коаксиальный кабель, осуществляющий питание излучателя, проложен по одной из сторон ромбовидной секции. Для получения стабильных параметров в этой антенне необходимо припаять оплетку кабеля к ромбовидной секции по всей длине, т.к. произвольное положение кабеля относительно проводников ромбовидной секции приведет к фазовой нестабильности сигнала, питающего излучатель, что недопустимо в многоэлементных решетках. Реализация антенн и антенных решеток при такой конструкции излучателя сопряжена с технологическими трудностями, т.к. необходимо добиться повторяемости расположения кабеля на излучателе.A coaxial cable supplying the emitter is laid on one side of the diamond-shaped section. To obtain stable parameters in this antenna, it is necessary to solder the cable braid to the diamond-shaped section along the entire length, since the arbitrary position of the cable relative to the conductors of the diamond-shaped section will lead to phase instability of the signal supplying the emitter, which is unacceptable in multi-element gratings. The implementation of antennas and antenna arrays with such a design of the emitter is fraught with technological difficulties, because it is necessary to achieve repeatability of the location of the cable on the emitter.

Другим существенным недостатком антенны по патенту SU 1617501 является сложное согласующее устройство, выполненное в виде металлических ленточных проводников, размещенных на обеих сторонах платы и имеющих электромагнитную связь с излучателем. Упомянутые ленточные проводники создают излучение ортогональной, относительно излучателя, поляризации, что способствует появлению кросс-поляризационных помех.Another significant disadvantage of the antenna of patent SU 1617501 is a complex matching device made in the form of metal tape conductors located on both sides of the board and having electromagnetic coupling with the emitter. Mentioned tape conductors create radiation orthogonal, relative to the emitter, polarization, which contributes to the appearance of cross-polarization interference.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является решение проблем согласования зигзагообразного печатного излучателя с коаксиальной линией питания произвольного волнового сопротивления и устранение кросс-поляризационных помех при сохранении высокого коэффициента усиления и широкого рабочего диапазона частот. А также повышение технологичности изготовления антенны.The technical problem to which the claimed invention is directed is to solve the problems of matching a zigzag printed radiator with a coaxial power line of arbitrary wave impedance and eliminating cross-polarization interference while maintaining a high gain and a wide operating frequency range. As well as improving the manufacturability of the antenna.

Техническая задача решена благодаря тому, что в диапазонной направленной антенне, содержащей, по меньшей мере, один зигзагообразный печатный излучатель, выполненный на одной стороне диэлектрической платы, размещенной параллельно плоскому рефлектору, согласующее устройство и коаксиальную линию для питания излучателя, согласно заявляемому изобретению, коаксиальная линия подведена в точку нулевого потенциала излучателя, а согласующее устройство выполнено в виде микрополосковой линии передачи сигнала с коаксиальной линии на излучатель, образованной участками разной ширины и размещенной на второй стороне диэлектрической платы над полосками излучателя, которые образуют обратный провод микрополосковой линии, при этом ширина участков микрополосковой линии выбрана, исходя из условия согласования входного сопротивления излучателя и коаксиальной линии.The technical problem is solved due to the fact that in a band directional antenna containing at least one zigzag printed emitter made on one side of a dielectric board placed parallel to a flat reflector, a matching device and a coaxial line for supplying the emitter, according to the claimed invention, a coaxial line brought to the point of zero potential of the emitter, and the matching device is made in the form of a microstrip signal transmission line from the coaxial line to the emitter Formed by portions of varying width and disposed on the second side of the dielectric board of the emitter strips, which form the return conductor of the microstrip line, the microstrip line width of portions selected based on the condition matching the input impedance of the radiator and the coaxial line.

Вышеприведенная совокупность существенных отличительных признаков заявляемого технического решения позволяет получить следующие положительные технические результаты:The above set of essential distinguishing features of the claimed technical solution allows to obtain the following positive technical results:

- обеспечение возможности согласования зигзагообразного излучателя с коаксиальной линией питания с любым волновым сопротивлением;- providing the possibility of matching a zigzag emitter with a coaxial power line with any impedance;

- исключение кросс-поляризационных помех в линии питания и согласования;- elimination of cross-polarization interference in the power line and matching;

- упрощение конструкции;- simplification of the design;

- повышение технологичности изготовления как антенны с одиночным излучателем, так и антенных решеток;- increase the manufacturability of manufacturing both an antenna with a single emitter and antenna arrays;

- обеспечение высокой механической прочности антенны.- ensuring high mechanical strength of the antenna.

Основным отличием предлагаемого устройства от прототипа является конструктивное исполнение согласующего устройства в виде микрополосковой линии, которая обеспечивает передачу сигнала от коаксиальной линии питания к излучателю и при этом не создает кросс-поляризационного излучения.The main difference between the proposed device and the prototype is the design of the matching device in the form of a microstrip line, which ensures the transmission of the signal from the coaxial power line to the emitter and does not create cross-polarized radiation.

Микрополосковая линия выполнена на противоположной излучателю стороне диэлектрической платы и размещена непосредственно над полосками излучателя, т.е. повторяет очертания излучающей части, над которой расположена, и параллельна им.The microstrip line is made on the side of the dielectric board opposite to the emitter and is located directly above the emitter strips, i.e. repeats the outlines of the radiating part, above which it is located, and parallel to them.

Такое конструктивное исполнение согласующего устройства позволило, во-первых, вынести коаксиальную линию питания за пределы действия излучателя - в точку нулевого потенциала, благодаря чему она не создает дополнительного кросс-поляризационного излучения. Во-вторых, сама несимметричная микрополосковая линия создает излучение согласной с излучателем поляризации, что также позволяет исключить появление кросс-поляризационных помех.Such a design of the matching device made it possible, firstly, to remove the coaxial power line beyond the action of the emitter — to the point of zero potential, so that it does not create additional cross-polarization radiation. Secondly, the asymmetric microstrip line itself generates radiation consistent with the polarization emitter, which also eliminates the appearance of cross-polarization interference.

Вместе с тем предложенная конструкция согласующего устройства позволяет использовать в качестве коаксиальной линии питания излучателя коаксиальную линию с любым, произвольно заданным волновым сопротивлением, а не только стандартный коаксиальный кабель. Варьируя шириной полоска сигнального провода согласующего устройства (шириной участков микрополосковой линии), добиваются согласования входного сопротивления излучателя с коаксиальной линией в широкой полосе рабочих частот.At the same time, the proposed design of the matching device allows the use of a coaxial line with any arbitrarily specified wave impedance, and not just a standard coaxial cable, as a coaxial power supply line for the emitter. By varying the width of the strip of the signal wire of the matching device (the width of the sections of the microstrip line), they achieve coordination of the input impedance of the emitter with the coaxial line in a wide band of operating frequencies.

По сути, микрополосковая линия представляет собой входной согласующий трансформатор сопротивления, который может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым, в зависимости от ширины диапазона рабочих частот или уровня согласования (см., например, кн. А.Л. Фельдштейн, Л.Р. Явич, В.П. Смирнов. Справочник по элементам волноводной техники. Изд-во «Советское радио», Москва, 1967 г., с.270-345). Расчет ширины микрополосковой линии может быть произведен, например, с применением программы AppCad (Agilent Technologies) раздел Passive Circuits.In fact, the microstrip line is an input matching resistance transformer, which can be either single-stage or multi-stage, depending on the width of the operating frequency range or level of matching (see, for example, Prince A.L. Feldstein, L.R. Yavich, V.P. Smirnov. A Guide to Elements of Waveguide Technology, Sovetskoe Radio Publishing House, Moscow, 1967, p. 270-345). The calculation of the width of the microstrip line can be performed, for example, using the Passive Circuits section of the AppCad program (Agilent Technologies).

Возможность использования для питания излучателя коаксиала произвольного волнового сопротивления позволяет значительно упростить и повысить технологичность изготовления антенных решеток за счет значительного упрощения согласования входного сопротивления излучателя со схемой распределения сигнала по излучателям решетки.The possibility of using arbitrary wave impedance coaxial for powering the emitter can significantly simplify and increase the manufacturability of antenna arrays by significantly simplifying the matching of the input impedance of the emitter with the signal distribution scheme over the emitters of the array.

Полоски излучателя выполняют не только свою прямую функцию излучения, но и образуют обратный провод микрополосковой линии, что позволяет значительно упростить конструкцию согласующего устройства и антенны в целом. При этом минимальная ширина полосков излучателя выбирается достаточной для создания обратного провода микрополосковой линии.The emitter strips perform not only their direct radiation function, but also form the return wire of the microstrip line, which can significantly simplify the design of the matching device and the antenna as a whole. In this case, the minimum width of the strips of the emitter is selected sufficient to create the return wire of the microstrip line.

Полоски излучателя в совокупности с микрополосковой линией образуют симметрирующее устройство антенны.The emitter strips in combination with the microstrip line form the antenna balancing device.

Полоски излучателя также имеют неодинаковую по длине полоска ширину, что позволяет добиться стабильности входного сопротивления излучателя в рабочем диапазоне частот.The emitter strips also have an unequal stripe width, which makes it possible to achieve stability of the input impedance of the emitter in the operating frequency range.

Диэлектрическая плата с излучателем и согласующим устройством закрепляется к рефлектору в точках нулевого потенциала посредством стоек.The dielectric board with the emitter and matching device is fixed to the reflector at points of zero potential by means of racks.

В предпочтительном случае реализации устройства, коаксиальная линия питания излучателя выполнена в виде одной из стоек для закрепления излучателя на рефлекторе. Полый трубчатый корпус стойки образует внешний провод коаксиала и закреплен посредством фланцев с одной стороны к рефлектору, а с другой стороны - к полоскам излучателя в точке нулевого потенциала. Центральный проводник коаксиала, пропущенный внутри трубчатого корпуса, соединен одним концом с микрополосковой линией, а другим - с центральным контактом высокочастотного разъема (в случае одиночного излучателя) или с сигнальным проводником полосковой схемы распределения и согласования антенной решетки.In a preferred embodiment of the device, the coaxial power line of the emitter is made in the form of one of the racks for fixing the emitter to the reflector. The hollow tubular housing of the rack forms an external coaxial wire and is fixed by means of flanges on one side to the reflector and, on the other hand, to the emitter strips at the point of zero potential. The central conductor of the coaxial, missed inside the tubular body, is connected at one end to the microstrip line, and the other to the central contact of the high-frequency connector (in the case of a single emitter) or to the signal conductor of the strip pattern of the distribution and matching of the antenna array.

Упомянутая схема распределения и согласования антенной решетки представляет собой печатную плату, которую закрепляют с обратной стороны рефлектора.The aforementioned pattern of distribution and matching of the antenna array is a printed circuit board, which is fixed on the back of the reflector.

Таким образом, предлагаемая антенна характеризуется высокой механической прочностью конструкции, отсутствием переходных устройств и высокой технологичностью.Thus, the proposed antenna is characterized by high mechanical strength of the structure, the absence of transitional devices and high adaptability.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенным ниже примером, иллюстрированным чертежами, где:The feasibility of the industrial feasibility of the proposed technical solution is confirmed by the following example, illustrated by drawings, where:

на фиг.1 - изображена антенна с одним излучателем, общий вид, изометрия;figure 1 - shows an antenna with one emitter, General view, isometry;

на фиг.2 - вид на печатную плату со стороны излучателя.figure 2 is a view of the printed circuit board from the side of the emitter.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Диапазонная направленная антенна (см. фиг.1) содержит диэлектрическую плату 1 с зигзагообразным печатным излучателем и согласующим устройством, плоский рефлектор 2, размещенный параллельно плате 1, и коаксиальную линию 3.The directional antenna (see Fig. 1) contains a dielectric board 1 with a zigzag printed emitter and matching device, a flat reflector 2 placed parallel to the board 1, and a coaxial line 3.

Зигзагообразный печатный излучатель 4, размещенный на стороне А диэлектрической платы 1, состоит из двух зигзагообразных полосков 5 и 6, соединенных между собой концами с образованием двух одинаковых ромбических ячеек, расположенных симметрично относительно точек питания (см. фиг.2).The zigzag printed emitter 4, located on the side A of the dielectric board 1, consists of two zigzag strips 5 and 6, connected by ends to form two identical rhombic cells located symmetrically relative to the power points (see figure 2).

На стороне В диэлектрической платы 1 над полосками излучателя 4 расположена микрополосковая линия 7 (МПЛ), соединяющая точку питания 8 излучателя 4 с коаксиальной линией 3, подведенной в точку нулевого потенциала 9 излучателя.On the B side of the dielectric board 1, above the strips of the emitter 4, there is a microstrip line 7 (MPL) connecting the supply point 8 of the emitter 4 with a coaxial line 3 brought to the point of zero potential 9 of the emitter.

МПЛ 7 образована линейными участками разной ширины. Варьируя шириной участков микрополосковой линии 7, добиваются согласования входного сопротивления излучателя с коаксиальной линией 3 питания с любым волновым сопротивлением на всем рабочем диапазоне частот. Возможность использования коаксиала произвольного волнового сопротивления позволяет значительно упростить и повысить технологичность изготовления антенных решеток.MPL 7 is formed by linear sections of different widths. Varying the width of the sections of the microstrip line 7, they achieve coordination of the input impedance of the emitter with the coaxial power line 3 with any wave impedance over the entire operating frequency range. The possibility of using a coaxial of arbitrary wave resistance can significantly simplify and increase the manufacturability of manufacturing antenna arrays.

Ширина полосков 5 и 6 излучателя также выполняется неодинаковой на разных участках по длине полосков.The width of the strips 5 and 6 of the emitter is also performed unequally in different areas along the length of the strips.

Во первых, минимальная ширина полосков выбирается достаточной для создания обратного провода микрополосковой линии 7, при этом расчеты выполняются известными методами (например, см. кн. Л.Н. Кечиев. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры. ООО «Группа ИТД», Москва, 2007 г., с.218-220).Firstly, the minimum strip width is selected sufficient to create the return wire of the microstrip line 7, while the calculations are performed by known methods (for example, see Prince LN Kechiev. Designing printed circuit boards for digital high-speed equipment. ITD Group LLC, Moscow , 2007, p. 218-220).

Во-вторых, ширина полосков 5 и 6 должна обеспечивать стабильность входного сопротивления излучателя в рабочем диапазоне частот.Secondly, the width of strips 5 and 6 should ensure the stability of the input impedance of the emitter in the operating frequency range.

Диэлектрическая плата 1 закреплена к рефлектору 2 в точках нулевого потенциала посредством стоек 10 и 11.The dielectric board 1 is fixed to the reflector 2 at points of zero potential by means of racks 10 and 11.

В одном примере реализации антенны коаксиальная линия 3 пропущена внутри стойки 10, при этом внешний проводник коаксиала имеет контакт с излучающей частью в точке нулевого потенциала 9, а внутренний - распаивается на микрополосковую линию 7 согласования.In one example of the implementation of the antenna, the coaxial line 3 is passed inside the rack 10, while the outer conductor of the coaxial has contact with the radiating part at the point of zero potential 9, and the internal one is soldered to the microstrip matching line 7.

В другом примере реализации антенны коаксиальная линия 3 выполнена в виде стойки 10. В этом случае полый трубчатый корпус стойки образует внешний провод коаксиала, который закрепляют посредством фланцев с одной стороны к рефлектору 2, а с другой стороны - к полоскам излучателя 4 в точке нулевого потенциала. Центральный проводник коаксиала, пропущенный внутри трубчатого корпуса, распаивается одним концом на микрополосковую линию 7, а другим - на центральный контакт высокочастотного разъема или на сигнальный проводник полосковой схемы распределения и согласования антенной решетки, размещенной на обратной стороне рефлектора 2 (на чертежах не показано).In another example implementation of the antenna, the coaxial line 3 is made in the form of a rack 10. In this case, the hollow tubular body of the rack forms an external coaxial wire, which is fixed by means of flanges on one side to the reflector 2, and on the other hand, to the strips of the emitter 4 at the point of zero potential . The central conductor of the coaxial, passed inside the tubular body, is soldered at one end to the microstrip line 7, and the other to the central contact of the high-frequency connector or to the signal conductor of the strip distribution and matching antenna array located on the back of the reflector 2 (not shown in the drawings).

Предлагаемое техническое решение может быть использовано как в антенне с одиночным излучателем, так и в сложных антенных системах с многоэлементными решетками с линейным или пространственным размещением излучателей, в зависимости от требуемой формы диаграммы направленности антенны.The proposed technical solution can be used both in an antenna with a single emitter, and in complex antenna systems with multi-element arrays with linear or spatial arrangement of emitters, depending on the desired shape of the antenna pattern.

Антенна создает направленное излучение в широком диапазоне частот и имеет высокий коэффициент усиления 8-9 дБ. Работает антенна следующим образом.The antenna generates directional radiation in a wide frequency range and has a high gain of 8-9 dB. The antenna works as follows.

Сигнал с коаксиальной линии 3 передается на микрополосковую линию 7, осуществляющую возбуждение излучателя 4. При этом несимметричная микрополосковая линия 7 согласующего устройства имеет излучение согласной с излучателем 4 поляризации, что исключает появление кросс-поляризационных помех. Благодаря тому, что коаксиальная линия 3 вынесена из зоны действия излучателя, она не создает дополнительного кросс-поляризационного излучения.The signal from the coaxial line 3 is transmitted to the microstrip line 7, which excites the emitter 4. In this case, the asymmetric microstrip line 7 of the matching device has radiation that is consistent with the polarization emitter 4, which eliminates the appearance of cross-polarization interference. Due to the fact that the coaxial line 3 is removed from the coverage area of the emitter, it does not create additional cross-polarized radiation.

Claims (3)

1. Диапазонная направленная антенна, содержащая, по меньшей мере, один зигзагообразный печатный излучатель, выполненный на одной стороне диэлектрической платы, размещенной параллельно плоскому рефлектору, согласующее устройство и коаксиальную линию для питания излучателя, отличающаяся тем, что коаксиальная линия подведена в точку нулевого потенциала излучателя, а согласующее устройство выполнено в виде микрополосковой линии передачи сигнала с коаксиальной линии на излучатель, образованной участками разной ширины и размещенной на второй стороне диэлектрической платы над полосками излучателя, образующими обратный провод микрополосковой линии, при этом ширина участков микрополосковой линии выбрана исходя из условия согласования входного сопротивления излучателя и коаксиальной линии.1. A directional antenna containing at least one zigzag printed emitter made on one side of a dielectric board parallel to a flat reflector, a matching device and a coaxial line for powering the emitter, characterized in that the coaxial line is brought to the point of the transmitter’s zero potential and the matching device is made in the form of a microstrip signal transmission line from the coaxial line to the emitter, formed by sections of different widths and placed on watts swarm dielectric board side strips over the emitter forming the return conductor of the microstrip line, the microstrip line width of portions selected based on the condition matching the input impedance of the radiator and the coaxial line. 2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что полоски излучателя выполнены с неодинаковой по длине полоска шириной для стабилизации входного сопротивления излучателя.2. The antenna according to claim 1, characterized in that the emitter strips are made with an unequal length of the strip width to stabilize the input impedance of the emitter. 3. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что коаксиальная линия питания излучателя выполнена в виде стойки для закрепления излучателя на рефлекторе, полый трубчатый корпус которой образует внешний провод коаксиала, закрепленный к рефлектору с одной стороны и полоскам излучателя - с другой стороны, а центральный проводник коаксиала, пропущенный внутри трубчатого корпуса, соединен одним концом с микрополосковой линией, а другим - с центральным контактом высокочастотного разъема или с сигнальным проводником полосковой схемы распределения и согласования антенной решетки, размещенной на обратной стороне рефлектора. 3. The antenna according to claim 1, characterized in that the coaxial power line of the emitter is made in the form of a rack for fixing the emitter to the reflector, the hollow tubular body of which forms an external coaxial wire, attached to the reflector on one side and the strips of the emitter on the other side, and the central conductor of the coaxial, missed inside the tubular body, is connected at one end to the microstrip line, and the other to the central contact of the high-frequency connector or to the signal conductor of the strip distribution circuit and asovaniya array antenna placed on the back of the reflector.
RU2013139194/08A 2013-08-22 2013-08-22 Directional band antenna RU2552230C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139194/08A RU2552230C2 (en) 2013-08-22 2013-08-22 Directional band antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139194/08A RU2552230C2 (en) 2013-08-22 2013-08-22 Directional band antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013139194A RU2013139194A (en) 2015-02-27
RU2552230C2 true RU2552230C2 (en) 2015-06-10

Family

ID=53279396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013139194/08A RU2552230C2 (en) 2013-08-22 2013-08-22 Directional band antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2552230C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684676C1 (en) * 2018-03-30 2019-04-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Antenna

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742539C1 (en) * 2020-05-27 2021-02-08 Общество с ограниченной ответственностью "Генезис-Таврида" Active transmitting and receiving antenna by shirokov

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1617501A1 (en) * 1988-02-01 1990-12-30 В.Д. Двуреченский, А.А. Сафин и П.А. Аристархов Zig-zag aerial
US6424309B1 (en) * 2000-02-18 2002-07-23 Telecommunications Research Laboratories Broadband compact slot dipole/monopole and electric dipole/monopole combined antenna
RU68784U1 (en) * 2007-05-25 2007-11-27 Алексей Алексеевич Лобов RANGE DIRECTIONAL ANTENNA
RU2343603C2 (en) * 2007-04-18 2009-01-10 Владимир Григорьевич Калугин Method of exciting and tuning cophased antenna array of rhomb shaped elements and antenna-feeder device to this end
RU2373619C1 (en) * 2008-03-17 2009-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" Wideband zigzag antenna

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1617501A1 (en) * 1988-02-01 1990-12-30 В.Д. Двуреченский, А.А. Сафин и П.А. Аристархов Zig-zag aerial
US6424309B1 (en) * 2000-02-18 2002-07-23 Telecommunications Research Laboratories Broadband compact slot dipole/monopole and electric dipole/monopole combined antenna
RU2343603C2 (en) * 2007-04-18 2009-01-10 Владимир Григорьевич Калугин Method of exciting and tuning cophased antenna array of rhomb shaped elements and antenna-feeder device to this end
RU68784U1 (en) * 2007-05-25 2007-11-27 Алексей Алексеевич Лобов RANGE DIRECTIONAL ANTENNA
RU2373619C1 (en) * 2008-03-17 2009-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" Wideband zigzag antenna

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684676C1 (en) * 2018-03-30 2019-04-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Antenna

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013139194A (en) 2015-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9793611B2 (en) Antenna
US20120268343A1 (en) Antenna apparatus
JP5514325B2 (en) Antenna device
AU2005222115B2 (en) High gain antenna for microwave frequencies
US20150311589A1 (en) Multiband antenna
Kim et al. A Series Slot Array Antenna for 45$^{\circ} $-Inclined Linear Polarization With SIW Technology
US10367248B2 (en) Antenna, array antenna, and radio communication apparatus
US10270180B2 (en) Antenna apparatus
JP6318392B2 (en) 2-port triplate line-waveguide converter
US20170222326A1 (en) Slotted slot antenna
EP3642906B1 (en) Wideband antenna array
RU2552230C2 (en) Directional band antenna
US10177456B2 (en) Log-periodic antenna with wide frequency band
RU2557478C2 (en) Broadband two-polarisation antenna
Shoaib et al. A single-element frequency and radiation pattern reconfigurable antenna
TWI600209B (en) Antenna reset circuit
RU131242U1 (en) CONTROLLED POLARIZED ANTENNA FRAGMENT OF PHASED ANTENNA ARRAY
RU150630U1 (en) Fragment of a Broadband Phased Antenna Array in Three Frequency Bands
RU161594U1 (en) Fragment of a multi-element controlled strip of a phased antenna array L RANGE
US9761956B2 (en) Antenna systems providing simultaneously identical main beam radiation characteristics
RU2359376C1 (en) Corner antenna
RU2450395C2 (en) Broadband antenna
RU2701806C1 (en) Active antenna array
Gorbachev et al. The modified dual-frequency quasi-Yagi antenna
RU90265U1 (en) BROADBAND LINEAR MULTI-ELEMENT VIBRATOR PHASED ANTENNA ARRAY