RU2578728C1 - Method of dynamic change of transceiver antenna characteristics - Google Patents
Method of dynamic change of transceiver antenna characteristics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2578728C1 RU2578728C1 RU2014150284/28A RU2014150284A RU2578728C1 RU 2578728 C1 RU2578728 C1 RU 2578728C1 RU 2014150284/28 A RU2014150284/28 A RU 2014150284/28A RU 2014150284 A RU2014150284 A RU 2014150284A RU 2578728 C1 RU2578728 C1 RU 2578728C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vertices
- antenna
- oscillator
- dimensional
- edges
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к радиосвязи, а именно к антеннам, и предназначено для динамического управления характеристиками (диаграммой направленности, поляризацией и т.д.) приемо-передающих антенн в системах связи GSM, 3G, 4G, навигации GPS, Глонасс, в системах приема и передачи телевидения.The invention relates to radio communications, namely to antennas, and is intended for dynamic control of the characteristics (radiation pattern, polarization, etc.) of transmitting and receiving antennas in communication systems GSM, 3G, 4G, GPS navigation, Glonass, in transmission and reception systems television.
В настоящее время значительное распространение получают технологии приемопередачи широкополосных сигналов, таких как MIMO и OFDM. Для работы с широкополосными сигналами используют антенные системы с множеством излучающих элементов, к примеру антенные решетки. Для улучшения рабочих характеристик антенных решеток увеличивают количество их приемо-передающих элементов и фидеров, площади антенной решетки, а также применяют сложные системы для согласования фаз сигналов в фидерах. Дальнейшее улучшение рабочих характеристик антенных решеток скажется на увеличении стоимости антенны и ее массогабаритных характеристиках, поэтому технические решения, направленные на создание архитектуры антенны на ограниченном пространстве, аналогичной возможностям антенной решетки по динамическому изменению характеристик приемопередачи, являются актуальными и значимыми для развития систем связи.Broadband signal transceiver technologies such as MIMO and OFDM are becoming widely used. To work with broadband signals using antenna systems with many radiating elements, for example antenna arrays. To improve the performance of antenna arrays, the number of their transceiver elements and feeders, the area of the antenna array are increased, and complex systems are used to coordinate the phases of the signals in the feeders. Further improvement in the performance of antenna arrays will affect the increase in the cost of the antenna and its overall dimensions, therefore technical solutions aimed at creating the architecture of the antenna in a limited space, similar to the capabilities of the antenna array to dynamically change the characteristics of transceiver, are relevant and significant for the development of communication systems.
Из уровня техники известна АНТЕННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ РАДИОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА [патент на изобретение FR 2896625 A3], при которой проволочный осциллятор размещают на ограниченной прямоугольной площади ветрового стекла и изгибают его при этом через каждый шаг, равный ширине площади размещения, увеличивают количество изгибов, таким образом на ограниченной площади размещают значительный по длине проволочный осциллятор.The prior art ANTENNA SYSTEM FOR RADIO VEHICLES [patent for invention FR 2896625 A3], in which the wire oscillator is placed on a limited rectangular area of the windshield and bent at the same time through each step equal to the width of the placement area, increase the number of bends, thus limited area place a significant length of the wire oscillator.
Недостатком аналога является невозможность изменения диаграммы направленности антенного элемента.The disadvantage of this analogue is the inability to change the radiation pattern of the antenna element.
Также из уровня техники известна ДВОЙНАЯ АНТЕННА [патент на изобретение WO 2013143364 А1], которая содержит две пары симметричных и взаимно ортогональных диполей, при этом каждый диполь имеет форму замкнутой линии с возможностью выполнения на ней различных вариантов комбинации выемок и выступов, которые оказывают влияние на характеристики приемо-передающей части антенны.A DOUBLE ANTENNA is also known from the prior art [patent for invention WO 2013143364 A1], which contains two pairs of symmetrical and mutually orthogonal dipoles, each dipole having the form of a closed line with the possibility of performing various combinations of recesses and protrusions on it, which affect characteristics of the transceiver part of the antenna.
Недостатком антенны является трудоемкость и невозможность динамического изменения приемо-передающих характеристик антенны.The disadvantage of the antenna is the complexity and impossibility of dynamically changing the transmit-receive characteristics of the antenna.
Аналогичной предыдущему решению является АНТЕННА [патент на полезную модель CN 201450115 U], которая содержит замкнутый контур, образованный соединением четырех полос металла с различными вариациями изгибов и выемок. Его недостатком также является трудоемкость изменения, а также невозможность динамического изменения характеристик антенны.Similar to the previous solution is the ANTENNA [patent for utility model CN 201450115 U], which contains a closed loop formed by joining four metal bands with different variations of bends and grooves. Its disadvantage is the complexity of the change, as well as the inability to dynamically change the characteristics of the antenna.
Наиболее близкими по технической сущности являются АНТЕННЫ И УСТРОЙСТВО ИХ СВЯЗИ [патент на изобретение JP 2013013084 А], которые включают два симметричных трехмерных осциллятора с множеством вершин и ребер. Между осцилляторами выполнены два соединительных зазора с возможностью оперативного замыкания, при этом динамически возможно изменять общую пропускную способность и импеданс антенн.The closest in technical essence are ANTENNA AND DEVICE FOR THEIR COMMUNICATIONS [patent for invention JP 2013013084 A], which include two symmetric three-dimensional oscillators with many vertices and edges. Between the oscillators there are two connecting gaps with the possibility of operational closure, while it is dynamically possible to change the total bandwidth and impedance of the antennas.
Недостатком прототипа является невозможность изменения диаграммы направленности антенн и поляризации радиосигнала, а также отсутствие возможности увеличения количества осцилляторов и увеличения объемной плотности их размещения.The disadvantage of the prototype is the impossibility of changing the antenna pattern and polarization of the radio signal, as well as the inability to increase the number of oscillators and increase the bulk density of their placement.
Кроме того, метод работы антенны, реализованный в прототипе, позволяет лишь соединять или разъединять пары ребер. Отличием предлагаемого нами способа можно выделить то, что он предполагает перекоммутацию ребер сопрягаемых вершин, а этого эффекта прототип не достигает.In addition, the method of operation of the antenna, implemented in the prototype, allows only to connect or disconnect pairs of ribs. The difference of our proposed method can be distinguished by the fact that it involves the re-switching of the edges of the mating vertices, and the prototype does not achieve this effect.
Цель изобретения состоит в обеспечении возможности динамического изменения приемо-передающих характеристик антенны.The purpose of the invention is to enable dynamic changes in the transmit-receive characteristics of the antenna.
Техническим результатом является возможность динамического изменения диаграммы направленности антенны, поляризации радиосигнала, объемной плотности размещения осцилляторов и коэффициента усиления.The technical result is the ability to dynamically change the antenna pattern, polarization of the radio signal, the bulk density of the oscillators and gain.
Технический результат достигается за счет того, что прототип, характеризующийся тем, что осциллятор выполняют в виде трехмерной фигуры с множеством граней и ребер, отличается тем, что сопрягают парами вершины осциллятора, при этом места сопряжения выполняют с возможностью перекоммутации ребер сопрягаемых вершин.The technical result is achieved due to the fact that the prototype, characterized in that the oscillator is made in the form of a three-dimensional figure with many faces and edges, is characterized in that the vertices of the oscillator are mated in pairs, while the interface is configured to recommute the edges of the mating vertices.
В частности, передающий фидер выполняют с возможностью коммутации с разными вершинами осциллятора.In particular, the transmitting feeder is configured to switch with different vertices of the oscillator.
В частности, перекоммутация ребер сопрягаемых вершин предусматривает соединение противолежащих или соседних ребер, а также полный или частичный разрыв соединения.In particular, the commutation of the edges of the mating vertices involves the connection of opposite or adjacent edges, as well as a complete or partial rupture of the connection.
В частности, сопрягают вершины двух и более трехмерных осцилляторов.In particular, the vertices of two or more three-dimensional oscillators are matched.
Новизной изобретения является новая совокупность существенных признаков, которая позволяет менять коммутацию ребер осциллятора в вершинах и, как следствие, изменять импеданс, направленность и усиление антенны, не изменяя при этом исходного сигнала и геометрии антенны.The novelty of the invention is a new set of essential features that allows you to change the switching edges of the oscillator at the vertices and, as a result, change the impedance, directivity and gain of the antenna, without changing the original signal and antenna geometry.
Сущность способа поясняется работой антенны с трехмерным приемо-передающим осциллятором.The essence of the method is illustrated by the operation of the antenna with a three-dimensional transceiver oscillator.
Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.
На фиг. 1 изображен общий вид трехмерной антенны с одним осциллятором.In FIG. 1 shows a general view of a three-dimensional antenna with one oscillator.
На фиг. 2 изображен общий вид трехмерной антенны с двумя осцилляторами.In FIG. 2 shows a general view of a three-dimensional antenna with two oscillators.
На фиг. 3 представлен пример наращивания трехмерного осциллятора.In FIG. 3 shows an example of building up a three-dimensional oscillator.
На фиг. 4 представлен пример реализации перекоммутации ребер сопрягаемых вершин.In FIG. 4 shows an example of the implementation of the commutation of the edges of the mating vertices.
На фиг. 5 представлен пример перекоммутации ребер сопрягаемых вершин осциллятораIn FIG. Figure 5 shows an example of the commutation of the edges of the mating vertices of the oscillator
На фиг. 6 представлена продольная (острая) диаграмма направленности трехмерного осциллятора.In FIG. 6 shows a longitudinal (sharp) radiation pattern of a three-dimensional oscillator.
На фиг. 7 представлен график коэффициента стоячей волны для продольной диаграммы направленности трехмерного осциллятора.In FIG. 7 is a graph of a standing wave coefficient for a longitudinal radiation pattern of a three-dimensional oscillator.
На фиг. 8 продольная крестообразная диаграмма направленности трехмерного осциллятора.In FIG. 8 is a longitudinal cross-shaped radiation pattern of a three-dimensional oscillator.
На фиг. 9 представлен график коэффициента стоячей волны для крестообразной диаграммы направленности трехмерного осциллятора.In FIG. 9 is a graph of a standing wave coefficient for a cross-shaped radiation pattern of a three-dimensional oscillator.
Антенна состоит из трехмерного осциллятора с множеством вершин 1 и ребер 2, при этом некоторые вершины сопряжены в пары 3.The antenna consists of a three-dimensional oscillator with
Антенна может быть выполнена из двух осцилляторов 4 и 5 (см. фиг. 2), некоторые вершины которых между особой сопряжены в пары 6, при этом вершины каждого из осцилляторов сопрягаются между собой в пары 7.The antenna can be made of two oscillators 4 and 5 (see Fig. 2), some vertices of which between the singular are conjugated in pairs 6, while the vertices of each of the oscillators are interconnected in pairs 7.
Основная трехмерная фигура 8 (см. фиг. 3) осциллятора через одну или несколько вершин 9 и через фидер 10 может быть наращена как во внешнее, так и во внутреннее пространство дополнительной фигурой 11, при этом размер и конфигурация дополнительной фигуры 11 могут отличаться от основной фигуры 8.The main three-dimensional figure 8 (see Fig. 3) of the oscillator through one or
В местах сопряжения вершин 1 трехмерного осциллятора устанавливают диодный мост 12 (см. фиг. 4) с четырьмя управляемыми диодами 13 для обеспечения перекоммутации ребер 2 сопрягаемых вершин 1.At the junctions of the
Трехмерные осцилляторы в одном из вариантов реализации можно изготавливать на трехмерных проволокогибочных станках, в другом варианте реализации трехмерный осциллятор можно вытравливать на трехмерной диэлектрической фигуре, к примеру кубе.Three-dimensional oscillators in one embodiment can be manufactured on three-dimensional wire bending machines, in another embodiment, a three-dimensional oscillator can be etched on a three-dimensional dielectric figure, for example a cube.
Диоды 14 выполнены управляемыми с возможностью обеспечения перекоммутации ребер 2 сопрягаемых вершин 1.The
Антенна работает следующим образом.The antenna works as follows.
Первоначально в зависимости от частотного диапазона работы выбирают трехмерный осциллятор с оптимальной длиной ребра, эквивалентной длине электромагнитной волны.Initially, depending on the frequency range of operation, a three-dimensional oscillator with an optimal edge length equivalent to the electromagnetic wavelength is selected.
В одном из вариантов реализации изобретения коммутируют передающий фидер 14 с вершинами 15 и 16 (см. фиг. 5), в другом варианте реализации передающий фильтр коммутируют с ребрами 17 одной из вершин 18.In one embodiment of the invention, the transmitting
Для формирования продольной (острой) диаграммы направленности (см. фиг. 6) перекоммутируют ребра 19 и 20 вершин 21 и 22 и создают новые связи 23 и 24. Аналогичным перекоммутированием вершин и ребер антенны с трехмерным осциллятором можно получить крестообразную диаграмму направленности (см. фиг. 8).To form a longitudinal (sharp) radiation pattern (see Fig. 6), the
На фиг. 6-9 показаны расчетные характеристики диаграмм направленности и коэффициента стоячей волны для частотного диапазона 3G (2100 МГц).In FIG. 6–9 show the calculated characteristics of the radiation patterns and the standing wave coefficient for the 3G frequency range (2100 MHz).
Если к вершинам 1 подвести несколько фидеров с разной фазой сигнала, то в зависимости от разности фаз поляризация радиосигнала может быть горизонтальной, вертикальной или спиральной.If several feeders with a different phase of the signal are brought to the
Антенну с трехмерным осциллятором можно использовать вместо антенных решеток для приемопередачи широкополосных сигналов.An antenna with a three-dimensional oscillator can be used instead of antenna arrays for transceiving broadband signals.
Положительными техническими эффектами являются:Positive technical effects are:
- возможность перекоммутации вершин и ребер осциллятора, которая позволяет динамически изменять рабочие приемо-передающие характеристики антенны, а именно диаграмму направленности, импеданс и поляризацию, сохраняя геометрию антенны;- the ability to recommute the vertices and edges of the oscillator, which allows you to dynamically change the operating transmit-receive characteristics of the antenna, namely the radiation pattern, impedance and polarization, while maintaining the geometry of the antenna;
- повышение коэффициента передачи и объемной плотности за счет обеспечения возможности пространственного наращивания трехмерного осциллятора;- increasing the transmission coefficient and bulk density by providing the possibility of spatial growth of a three-dimensional oscillator;
- невысокая себестоимость серийного изготовления антенны, представленной по способу за счет простой конструкции исполнения антенны.- low cost of serial production of the antenna, presented by the method due to the simple design of the antenna.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150284/28A RU2578728C1 (en) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | Method of dynamic change of transceiver antenna characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150284/28A RU2578728C1 (en) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | Method of dynamic change of transceiver antenna characteristics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2578728C1 true RU2578728C1 (en) | 2016-03-27 |
Family
ID=55656811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014150284/28A RU2578728C1 (en) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | Method of dynamic change of transceiver antenna characteristics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2578728C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001091236A1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-29 | Telefonaktiebolaget L.M. Ericsson (Publ) | Convertible dipole/inverted-f antennas and wireless communicators incorporating the same |
RU135851U1 (en) * | 2013-07-05 | 2013-12-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" | ANTENNA ADAPTER - TRANSFORMER |
-
2014
- 2014-12-11 RU RU2014150284/28A patent/RU2578728C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001091236A1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-29 | Telefonaktiebolaget L.M. Ericsson (Publ) | Convertible dipole/inverted-f antennas and wireless communicators incorporating the same |
RU135851U1 (en) * | 2013-07-05 | 2013-12-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" | ANTENNA ADAPTER - TRANSFORMER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10038240B2 (en) | Wide band reconfigurable planar antenna with omnidirectional and directional radiation patterns | |
CN103346392B (en) | Mobile phone antenna with reconfigurable directional diagram | |
US9559422B2 (en) | Communication device and method for designing multi-antenna system thereof | |
CN106134002B (en) | Multi-mode composite antenna | |
KR101892884B1 (en) | Stripline coupled antenna with periodic slots for wireless electronic devices | |
CN107181045A (en) | A kind of antenna of mobile terminal and the mobile terminal with the antenna | |
CN104979633A (en) | Antenna system and communication terminal applying antenna system | |
US10270163B2 (en) | Communication module and communication device including same | |
CN103915678A (en) | Omnidirectional antenna | |
CN102496787B (en) | Broadband direction diagram reconfiguration antenna system of integrated frequency domain filtering | |
KR101952765B1 (en) | Hybrid antenna based on substrate integrated waveguide beamforming array antenna for 5g coexisting with lte | |
EP2950394A1 (en) | Array antenna | |
US20170346191A1 (en) | Dipole antenna with beamforming ring | |
CN106025532A (en) | Double-layer antenna | |
CN103618135A (en) | Broadband miniaturization radiating element and base station antenna with same | |
US20150214624A1 (en) | Micro base station antenna | |
RU2578728C1 (en) | Method of dynamic change of transceiver antenna characteristics | |
US9774090B2 (en) | Ultra-wide band antenna | |
US20160204521A1 (en) | Antenna | |
KR20130070332A (en) | Resonance antenna and base-station antenna system having resonance array antenna | |
CN107086365B (en) | Dual polarized antenna and antenna array | |
Reis et al. | Metamaterial-inspired flat-antenna design for 5G small-cell base-stations operating at 3.6 GHz | |
RU2306644C1 (en) | Combined broadband zigzag antenna | |
CN207199821U (en) | A kind of antenna of mobile terminal and the mobile terminal with the antenna | |
CN203589200U (en) | Radiation unit and linear array antenna thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161212 |