RU2593910C2 - Vivaldi antenna with printed lens on single dielectric substrate - Google Patents

Vivaldi antenna with printed lens on single dielectric substrate Download PDF

Info

Publication number
RU2593910C2
RU2593910C2 RU2014128331/28A RU2014128331A RU2593910C2 RU 2593910 C2 RU2593910 C2 RU 2593910C2 RU 2014128331/28 A RU2014128331/28 A RU 2014128331/28A RU 2014128331 A RU2014128331 A RU 2014128331A RU 2593910 C2 RU2593910 C2 RU 2593910C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
slit
conductive plates
aperture
walls
Prior art date
Application number
RU2014128331/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014128331A (en
Inventor
Александр Владимирович Ашихмин
Сергей Михайлович Федоров
Владимир Владимирович Негробов
Юрий Геннадьевич Пастернак
Артем Сергеевич Авдюшин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ИРКОС"
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 Закрытое акционерное общество "ИРКОС" filed Critical Закрытое акционерное общество "ИРКОС"
Priority to RU2014128331/28A priority Critical patent/RU2593910C2/en
Publication of RU2014128331A publication Critical patent/RU2014128331A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2593910C2 publication Critical patent/RU2593910C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: Vivaldi antenna comprises a dielectric substrate, a metal layer, a slit in the metal layer with divergent walls along the longitudinal direction and forming an antenna aperture, a lens placed in the antenna aperture and made from scatterers. The scatterers are in the form of electroconductive plates placed on the dielectric substrate between the divergent walls, and are free of contact with the walls of the slit for compensation of phase distortions in the aperture.
EFFECT: device reduces longitudinal and transverse dimensions of the antenna and has a simple design.
8 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к относится к антенной технике, в частности к сверхширокополосным антеннам, и может быть использовано в различных широкополосных радиотехнических системах.The invention relates to antenna technology, in particular to ultra-wideband antennas, and can be used in various broadband radio systems.

Известен конвертор поляризации, содержащий диэлектрическую подложку, на которой размещены электропроводные пластинки, выполненные в виде квадратов, прямоугольников, эллипсов, многоугольников, в частности правильных шестиугольников, расположенных параллельными рядами (патент США №3267480).Known polarization converter containing a dielectric substrate on which are placed conductive plates made in the form of squares, rectangles, ellipses, polygons, in particular regular hexagons arranged in parallel rows (US patent No. 3267480).

Данный конвертор служит в антенно-фидерных устройствах для преобразования, например, линейной поляризации в круговую, и наоборот.This converter is used in antenna-feeder devices to convert, for example, linear polarization to circular, and vice versa.

Впервые конструкция антенны Вивальди была предложена Гибсоном (Gibson P.J., "The Vivaldi aerial", Proceeding 9-th European Microwave Conference, 1979, рр. 101-105). Антенна Вивальди содержит диэлектрическую подложку, металлический слой, расположенный на диэлектрической подложке, щель, выполненную в металлическом слое с расширяющимися стенками вдоль ее продольного направления, образующую раскрыв антенны. Антенна типа TSA (аббревиатура от англ. Tapered Slot Antenna - антенна с расширяющейся щелью) имеет форму, напоминающую камертон, поэтому из-за музыкальной ассоциации TSA принято называть антенной Вивальди.Vivaldi's antenna design was first proposed by Gibson (Gibson P.J., "The Vivaldi aerial", Proceeding 9th European Microwave Conference, 1979, pp. 101-105). The Vivaldi antenna contains a dielectric substrate, a metal layer located on the dielectric substrate, a slot made in a metal layer with expanding walls along its longitudinal direction, forming the opening of the antenna. An antenna of the TSA type (abbreviation from the English. Tapered Slot Antenna - an antenna with an expanding slot) has a shape resembling a tuning fork, therefore, because of the musical association, the TSA is commonly called the Vivaldi antenna.

Установленными закономерностями TSA являются следующие.The established TSA patterns are as follows.

Ее ширина щели определяет нижнюю частоту, как у диполя.Its slit width determines the lower frequency, like a dipole.

Длина расширяющихся стенок щели определяет усиление в середине и на верхнем краю полосы, как у логопериодической антенны или рупора.The length of the expanding walls of the slit determines the gain in the middle and on the upper edge of the strip, as in a log-periodic antenna or horn.

Форма щели определяет полосу частот (как в логопериодической антенне). Форма может быть разной, но установлено, что наиболее широкую полосу дает экспоненциальное нарастание ширины щели.The shape of the slit determines the frequency band (as in a log-periodic antenna). The shape may be different, but it has been established that the exponential increase in the width of the gap gives the widest band.

Место приложения питания к питающей щели влияет на согласование в нижней части полосы частот.Where power is applied to the supply gap affects the matching at the bottom of the frequency band.

Классическая конструкция антенны Вивальди обладает следующими недостатками: высоким уровнем боковых лепестков и большим уровнем фазовых искажений. Искажения фазы обусловлены сферической формой фазового фронта волны, т.е. фаза на расширяющихся стенках щели отстает от фазы в центре раскрыва антенны.The classic Vivaldi antenna design has the following disadvantages: a high level of side lobes and a high level of phase distortion. The phase distortions are due to the spherical shape of the phase front of the wave, i.e. the phase on the expanding walls of the gap lags behind the phase in the center of the aperture of the antenna.

Известны конструкции антенн Вивальди, отличающиеся средствами запитки, расположенными в щели питания (патент США №483704; патент США №5081466).Vivaldi antenna designs are known, characterized by powering means located in the power slot (US Pat. No. 4,837,004; US Pat. No. 5,014,466).

Недостатком этих конструкций являются значительные фазовые искажения электромагнитного поля в раскрыве антенны между расширяющимися стенками, что приводит к существенному уровню бокового излучения антенны в плоскости силовых линий электрического поля.The disadvantage of these designs is the significant phase distortion of the electromagnetic field in the aperture of the antenna between the expanding walls, which leads to a significant level of lateral radiation of the antenna in the plane of the electric field lines.

Известна конструкция антенны Вивальди, способная излучать в прямом и обратном направлении (патент США №7071888).A known Vivaldi antenna design capable of emitting in the forward and reverse direction (US patent No. 7071888).

Это достигается за счет применения поверхности с неоднородным управляемым импедансом, которую облучает антенна Вивальди. Данная поверхность представляет собой диэлектрическую подложку, покрытую металлическими пластинками, электрический контакт между которыми управляется p-i-n диодами. Однако упомянутая поверхность расположена как в раскрыве антенны Вивальди, так и за ее пределами, на удалении от антенны Вивальди, являющейся облучателем данной поверхности, отражающие свойства которой управляются с помощью p-i-n диодов. Управляемая поверхность используется для электронного сканирования диаграммой направленности антенной системы. Металлические пластинки, расположенные в раскрыве и контактирующие с расширяющимися стенками щели, приводят к резкому искажению самой формы стенок, что приводит к дополнительным фазовым искажениям по сравнению с «классической» поверхностью стенок антенны Вивальди при сопоставлении с известными техническими решениями (Gibson Р.J., "The Vivaldi aerial", Proceeding of 9-th European Microwave Conference, 1979, рр. 101-105; патент США №483704; патент США №5081466). В принципе часть металлических пластинок, расположенная в раскрыве и щели питания, должна быть изолирована от планарной полосковой линии.This is achieved through the use of a surface with a non-uniform controlled impedance, which is irradiated by the Vivaldi antenna. This surface is a dielectric substrate coated with metal plates, the electrical contact between which is controlled by p-i-n diodes. However, the said surface is located both in the aperture of the Vivaldi antenna and beyond, at a distance from the Vivaldi antenna, which is the irradiator of this surface, the reflective properties of which are controlled by p-i-n diodes. The controllable surface is used for electronic scanning by the radiation pattern of the antenna system. Metal plates located in the aperture and in contact with the expanding walls of the slit lead to a sharp distortion of the wall shape itself, which leads to additional phase distortions compared to the “classical” surface of the Vivaldi antenna walls when compared with known technical solutions (Gibson P.J. "The Vivaldi aerial", Proceeding of the 9th European Microwave Conference, 1979, pp. 101-105; US patent No. 483704; US patent No. 5081466). In principle, the part of the metal plates located in the aperture and in the supply gap should be isolated from the planar strip line.

Известна также конструкция планарной линзы, используемой в качестве основы для ректенны (патент США №7456803). В фокусе каждой из линз, образующих антенную решетку, расположены диоды, преобразующие энергию сфокусированного электромагнитного поля в электрический ток. Печатная линза, состоящая из электрически малых (по сравнению с длиной волны) металлических рассеивателей, используется для концентрации силовых линий электрического поля на детекторных диодах. Так же как в предыдущем техническом решении, печатная линза расположена как в раскрыве антенны Вивальди (фиг. 8а), так и за ее пределами (фиг. 8а, 10) на удалении от антенны, являющейся облучателем печатной линзы. Металлические же рассеиватели, расположенные в раскрыве и контактирующие с расширяющимися стенками щели (фиг. 8а), приводят к искажению самой обобщенной формы стенок (стенки расширяющейся щели+металлические рассеиватели), что приводит к дополнительным неуправляемым (хаотичным) фазовым искажениям при сопоставлении с известными техническими решениями (Gibson Р.J., "The Vivaldi aerial", Proceeding of 9-th European Microwave Conference, 1979, рр. 101-105; патент США №483704; патент США №5081466).Also known is the design of a planar lens used as the basis for rectenna (US patent No. 7456803). At the focus of each of the lenses that form the antenna array are diodes that convert the energy of a focused electromagnetic field into an electric current. A printing lens, consisting of electrically small (compared to the wavelength) metal diffusers, is used to concentrate the lines of force of the electric field on the detector diodes. As in the previous technical solution, the printing lens is located both in the aperture of the Vivaldi antenna (Fig. 8a) and outside it (Fig. 8a, 10) at a distance from the antenna, which is the irradiator of the printing lens. The metal diffusers located in the aperture and in contact with the expanding walls of the slit (Fig. 8a) lead to a distortion of the most generalized shape of the walls (walls of the expanding slit + metal diffusers), which leads to additional uncontrolled (chaotic) phase distortions when compared with known technical solutions (Gibson P.J., "The Vivaldi aerial", Proceeding of the 9th European Microwave Conference, 1979, pp. 101-105; US Patent No. 483704; US Patent No. 5081466).

Наиболее близкой к предложенному техническому решению является антенна Вивальди, содержащая диэлектрическую подложку, металлический слой, расположенный на диэлектрической подложке, щель, выполненную в металлическом слое с расширяющимися стенками вдоль ее продольного направления и образующую раскрыв антенны, линзу, установленную в раскрыве антенны и выполненную из рассеивателей (Bin Zhou, Yan Yang, Hui Li, and Tie Jun Cui, "Beam-steering Vivaldi antenna based on partial Luneburg lens constructed with composite materials", Journal of Applied Physics, V. 110, nо. 8, рр. 084908-084908-6, 2011).Closest to the proposed technical solution is a Vivaldi antenna containing a dielectric substrate, a metal layer located on the dielectric substrate, a slot made in a metal layer with expanding walls along its longitudinal direction and forming the antenna opening, a lens mounted in the antenna opening and made of diffusers (Bin Zhou, Yan Yang, Hui Li, and Tie Jun Cui, "Beam-steering Vivaldi antenna based on partial Luneburg lens constructed with composite materials", Journal of Applied Physics, V. 110, no. 8, pp. 084908-084908 -6, 2011).

Известное устройство содержит круглую линзу Люнеберга в раскрыве между расширяющимися стенками щели с наружной и внутренней поверхности диэлектрической подложки, так и за пределами раскрыва. Это антенное устройство состоит из антенны Вивальди, настроенной для работы в полосе частот 8-11 ГГц, и линзы Люнеберга (фиг. 2, 3). Линза Люнеберга изготавливается в виде нескольких дисков из диэлектрического материала и рассеивателей, в виде перфорации дисков круглыми отверстиями, за счет которых реализовывается необходимое распределение коэффициента преломления. Кроме того, диски линзы Люнеберга расположены по обеим сторонам от плоскости Е-поляризации антенны, и для удовлетворительного уменьшения уровня боковых лепестков и улучшения коэффициента усиления требуется использование восьми дисков линзы Люнеберга (по четыре выше и ниже от плоскости Е-поляризации антенны).The known device contains a circular Luneberg lens in the aperture between the expanding walls of the slit from the outer and inner surfaces of the dielectric substrate, and outside the aperture. This antenna device consists of a Vivaldi antenna tuned to operate in the frequency band 8-11 GHz and a Luneberg lens (Fig. 2, 3). A Luneberg lens is made in the form of several disks of dielectric material and diffusers, in the form of perforation of disks with round holes, due to which the necessary distribution of the refractive index is realized. In addition, the Luneberg lens disks are located on both sides of the E-polarization plane of the antenna, and the use of eight Luneberg lens disks (four above and below the E-polarization plane of the antenna) is required to satisfactorily reduce the side lobe level and improve the gain.

Преимуществами этого технического решения при сопоставлении с известными (Gibson Р.J., "The Vivaldi aerial", Proceeding of 9-th European Microwave Conference, 1979, рр. 101-105; патент США №483704; патент США №5081466) являются уменьшение уровня боковых лепестков и увеличение коэффициента усиления за счет использования линзы Люнеберга.The advantages of this technical solution when compared with the known ones (Gibson P.J., "The Vivaldi aerial", Proceeding of the 9th European Microwave Conference, 1979, pp. 101-105; US patent No. 483704; US patent No. 5081466) are reduced level of side lobes and increase in gain due to the use of Luneberg lens.

Недостатками известно устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- сложность изготовления и громоздкость конструкции;- the complexity of manufacturing and cumbersome design;

- большие продольные и поперечные габариты.- large longitudinal and transverse dimensions.

Решаемая изобретением задача - улучшение технико-эксплуатационных характеристик.The problem solved by the invention is the improvement of technical and operational characteristics.

Технический результат, который получен при использовании изобретения, - упрощение устройства, уменьшение продольных и поперечных (по высоте) габаритов.The technical result that is obtained using the invention is to simplify the device, reducing the longitudinal and transverse (height) dimensions.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известной антенне Вивальди, содержащей диэлектрическую подложку, металлический слой, расположенный на диэлектрической подложке, щель, выполненную в металлическом слое с расширяющимися стенками вдоль ее продольного направления и образующую раскрыв антенны, линзу, установленную в раскрыве антенны и выполненную из рассеивателей, согласно изобретению рассеиватели выполнены в виде электропроводных пластинок, расположенных на диэлектрической подложке между расширяющимися стенками, и свободными от контакта со стенками щели для коррекции фазовых искажений в раскрыве.To solve the problem with achieving the specified technical result in the known Vivaldi antenna containing a dielectric substrate, a metal layer located on the dielectric substrate, a slot made in a metal layer with expanding walls along its longitudinal direction and forming the antenna opening, a lens installed in the antenna opening and made of scatterers, according to the invention, the scatterers are made in the form of conductive plates located on a dielectric substrate I am waiting for expanding walls, and free from contact with the walls of the slit to correct phase distortions in the aperture.

Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:Additional embodiments of the device are possible, in which it is advisable that:

- электропроводные пластинки были расположены симметрично относительно оси продольного направления щели;- conductive plates were located symmetrically with respect to the axis of the longitudinal direction of the slit;

- электропроводные пластинки были расположены в рядах относительно оси продольного направления щели и поперечными рядами относительно нее;- the conductive plates were arranged in rows relative to the axis of the longitudinal direction of the slit and in transverse rows relative to it;

- электропроводные пластинки были выполнены в виде треугольников, квадратов, прямоугольников, кругов, эллипсов, многоугольников, в том числе пяти- или шестиугольников, замкнутых или разомкнутых колец и их сочетаний;- conductive plates were made in the form of triangles, squares, rectangles, circles, ellipses, polygons, including pentagon or hexagon, closed or open rings and their combinations;

- щель, выполненная в металлическом слое с расширяющимися стенками вдоль ее продольного направления, в месте ее сужения была сопряжена с щелью питания, которая выполнена узкой и с параллельными стенками;- a slot made in a metal layer with expanding walls along its longitudinal direction, in the place of its narrowing was associated with a power slot, which is made narrow and with parallel walls;

- наружный профиль электропроводных пластинок, образованный их поверхностями, обращенными к расширяющимся стенкам щели, был выполнен сужающимся в направлении от максимального раскрыва антенны к щели питания.- the outer profile of the conductive plates formed by their surfaces facing the expanding walls of the slit was made tapering in the direction from the maximum aperture of the antenna to the power gap.

Для последнего дополнительного варианта целесообразно, чтобы:For the latter additional option, it is advisable that:

- огибающая наружного профиля электропроводных пластинок была выполнена параболической, или в виде ветви гиперболы, или в виде части эллипса;- the envelope of the outer profile of the conductive plates was made parabolic, either in the form of a branch of a hyperbola, or in the form of a part of an ellipse;

- наружный профиль электропроводных пластинок со стороны максимального раскрыва был выполнен в виде прямой, не выступающей за габарит максимального раскрыва антенны и параллельной ему.- the outer profile of the conductive plates from the maximum aperture was made in the form of a straight line that does not protrude beyond the maximum aperture of the antenna and parallel to it.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by a variant of its implementation with reference to the accompanying drawings.

Фиг. 1 - вид классической антенны Вивальди, предшествующий уровень техники (prior art);FIG. 1 - view of the classic Vivaldi antenna, prior art (prior art);

фиг. 2 - изображение диэлектрической подложки для установки линзы Люнеберга, предшествующий уровень техники (prior art);FIG. 2 - image of a dielectric substrate for mounting a Luneberg lens, prior art (prior art);

фиг. 3 - то же, что фиг. 2, с установленной линзой Люнеберга;FIG. 3 is the same as FIG. 2, with a mounted Luneberg lens;

фиг. 4 - заявленная конструкция антенны Вивальди (вид снаружи);FIG. 4 - the claimed design of the Vivaldi antenna (outside view);

фиг. 5 - различные виды печатных линз: а - с треугольными электропроводными пластинками, б - в форме квадратов, в - кругов, г - шестиугольников, д - разомкнутых и замкнутых колец;FIG. 5 - various types of printing lenses: a - with triangular conductive plates, b - in the form of squares, c - circles, d - hexagons, e - open and closed rings;

фиг. 6 - частотная зависимость коэффициента усиления G заявленной антенны (сплошная линия) по сравнению с аналогом без печатной линзы (пунктирная линия);FIG. 6 - frequency dependence of the gain G of the claimed antenna (solid line) compared with the analogue without a printed lens (dashed line);

фиг. 7 - диаграмма направленности заявленной антенны в вертикальной плоскости на частоте 1, 2 и 3 ГГц с печатной линзой;FIG. 7 is a radiation pattern of the claimed antenna in a vertical plane at a frequency of 1, 2 and 3 GHz with a printing lens;

фиг. 8 - то же, что фиг. 7, без линзы.FIG. 8 is the same as FIG. 7, without a lens.

Антенна Вивальди (фиг. 1-4) содержит диэлектрическую подложку 1, металлический слой 2, расположенный на диэлектрической подложке 1, щель 3, выполненную в металлическом слое 2 с расширяющимися стенками вдоль ее продольного направления и образующую раскрыв 4 антенны. Линза 5 установлена в раскрыве 4 антенны и выполнена из рассеивателей. В соответствии с изобретением рассеиватели линзы 5 (фиг. 4, 5) выполнены в виде электропроводных пластинок 6, расположенных на диэлектрической подложке 1 между расширяющимися стенками щели 3, и выполнены свободными от контакта со стенками щели 3 для коррекции фазовых искажений в раскрыве 4.The Vivaldi antenna (Fig. 1-4) contains a dielectric substrate 1, a metal layer 2 located on the dielectric substrate 1, a slot 3 made in a metal layer 2 with expanding walls along its longitudinal direction and forming an opening 4 of the antenna. Lens 5 is installed in the aperture 4 of the antenna and is made of diffusers. In accordance with the invention, the lens diffusers 5 (Figs. 4, 5) are made in the form of conductive plates 6 located on the dielectric substrate 1 between the expanding walls of the slit 3, and are made free from contact with the walls of the slit 3 to correct phase distortions in aperture 4.

Под термином «электропроводные пластинки 6, свободные от контакта со стенками щели 3» подразумевается их расположение с небольшим зазором относительно расширяющихся стенок щели 3 в поперечном направлении и отсутствие электрического контакта со стенками щели 3 в продольном направлении.The term "conductive plate 6, free from contact with the walls of the slit 3" means their location with a small gap relative to the expanding walls of the slit 3 in the transverse direction and the absence of electrical contact with the walls of the slit 3 in the longitudinal direction.

Электропроводные пластинки 6 расположены симметрично относительно оси продольного направления щели 3.The conductive plates 6 are located symmetrically relative to the axis of the longitudinal direction of the slit 3.

Электропроводные пластинки 6 могут быть расположены в рядах относительно оси продольного направления щели 3 и поперечными рядами относительно нее.The conductive plates 6 can be arranged in rows relative to the axis of the longitudinal direction of the slit 3 and in transverse rows relative to it.

Электропроводные пластинки 6 могут быть выполнены в виде треугольников (фиг. 5а), прямоугольников (фиг. 4), квадратов (фиг. 5б), кругов (фиг. 5в), эллипсов (на фиг. 5 не показано), многоугольников, например шестиугольников (фиг. 5г), замкнутых или разомкнутых колец (фиг. 5д) и их различных сочетаний (фиг. 5д).The conductive plates 6 can be made in the form of triangles (Fig. 5a), rectangles (Fig. 4), squares (Fig. 5b), circles (Fig. 5c), ellipses (not shown in Fig. 5), polygons, for example hexagons (Fig. 5d), closed or open rings (Fig. 5d) and their various combinations (Fig. 5d).

Так же как в аналогах, щель 3, выполненная в металлическом слое 2 с расширяющимися стенками вдоль ее продольного направления, в месте ее сужения сопряжена с щелью 7 питания, которая выполнена узкой и с параллельными стенками (фиг. 1-4).As in analogs, a slot 3 made in a metal layer 2 with expanding walls along its longitudinal direction, in the place of its narrowing is conjugated with a power gap 7, which is narrow and with parallel walls (Fig. 1-4).

Наружный профиль электропроводных пластинок 6, образованный их поверхностями, обращенными к расширяющимся стенкам щели 3, выполнен сужающимся в направлении от максимального раскрыва 4 антенны к щели 7 питания (фиг. 4).The outer profile of the conductive plates 6, formed by their surfaces facing the expanding walls of the slit 3, is made tapering in the direction from the maximum aperture 4 of the antenna to the power gap 7 (Fig. 4).

Огибающая S наружного профиля электропроводных пластинок 6 выполнена параболической (фиг. 5 а, б, в), или в виде ветви гиперболы (фиг. 5г), или в виде части эллипса (фиг. 5д).The envelope S of the outer profile of the conductive plates 6 is made parabolic (Fig. 5 a, b, c), either in the form of a branch of a hyperbola (Fig. 5 g), or in the form of a part of an ellipse (Fig. 5e).

Наружный профиль электропроводных пластинок 6 (или его огибающая S) со стороны максимального раскрыва 4 выполнен в виде прямой L, не выступающей за габарит максимального раскрыва 4 антенны и параллельной ему (фиг. 4, 5).The outer profile of the conductive plates 6 (or its envelope S) from the side of the maximum aperture 4 is made in the form of a straight line L, not protruding beyond the dimension of the maximum aperture 4 of the antenna and parallel to it (Fig. 4, 5).

Работает заявленная антенна Вивальди (TSA) (фиг. 1, 4) следующим образом. Электромагнитная волна распространятся от щели 7 питания вдоль раскрыва 4 антенны. На участке, где расстояние между расширяющимися стенками щели 3 мало по сравнению с длиной волны в свободном пространстве, электромагнитные волны хорошо "связаны" со стенками щели 3. Но по мере увеличения расстояния между проводящими поверхностями расширяющихся стенок щели 3 увеличивается сопротивление излучения, и при достижении порогового значения волны излучаются антенной. Можно отметить, что на разных частотах излучают различные части стенок антенны Вивальди, поэтому теоретически она может обладать очень широкой полосой частот. Практически полоса частот ограничивается размерами антенны.The claimed Vivaldi antenna (TSA) (Fig. 1, 4) operates as follows. An electromagnetic wave propagates from the power gap 7 along the aperture 4 of the antenna. In the area where the distance between the expanding walls of the gap 3 is small compared to the wavelength in free space, electromagnetic waves are well “connected” with the walls of the gap 3. But as the distance between the conducting surfaces of the expanding walls of the gap 3 increases, the radiation resistance increases, and when threshold wavelengths are emitted by the antenna. It can be noted that at different frequencies different parts of the walls of the Vivaldi antenna emit, so theoretically it can have a very wide frequency band. In practice, the frequency band is limited by the size of the antenna.

В классической антенне Вивальди (фиг. 1) на расширяющихся стенках щели 3 происходит искажение фазы волны, которое обусловлено сферической формой фазового фронта волны, т.е. фаза на расширяющихся стенках щели 3 отстает от фазы в центре раскрыва 4 продольного направления антенны. Искажение (отставание) фазы тем больше, чем больше расстояние между расширяющимися стенками щели 3.In the classical Vivaldi antenna (Fig. 1), the wave phase is distorted on the expanding walls of the slit 3, which is caused by the spherical shape of the wave phase front, i.e. the phase on the expanding walls of the slit 3 lags behind the phase in the center of the aperture 4 of the longitudinal direction of the antenna. The distortion (lag) of the phase is greater, the greater the distance between the expanding walls of the slit 3.

Снизить уровень боковых лепестков и несколько улучшить коэффициент усиления можно за счет концентрации волны в продольном направлении при помощи линзы Люнеберга, как это выполнено в ближайшем аналоге. Однако полностью избавиться от фазовых искажений она не позволяет, поскольку отставание фазы в такой конструкции практически сохраняется. Такая линза должна выходить за пределы раскрыва 4 антенны (фиг. 3), т.к. именно эта часть вносит значительный вклад в формирование диаграммы направленности антенны.It is possible to lower the level of side lobes and slightly improve the gain due to the concentration of the wave in the longitudinal direction using the Luneberg lens, as is done in the closest analogue. However, it does not allow to completely get rid of phase distortions, since the phase lag in such a design is practically preserved. Such a lens should extend beyond the aperture 4 of the antenna (Fig. 3), because it is this part that makes a significant contribution to the formation of the antenna radiation pattern.

В заявленном техническом решении используются рассеиватели линзы 5 (фиг. 4), которые полностью находятся в раскрыве 4 антенны. Рассеиватели линзы 5 выполнены в виде электропроводных пластинок 6 (например, металлических), которые расположены на диэлектрической подложке 1 между расширяющимися стенками щели 3, и обязательно выполнены свободными от контакта со стенками щели 3 (не соприкасающимися с расширяющимися стенками). В данном случае рассеиватели линзы 5 служат для компенсации отставания фазы волны на расширяющихся стенках щели 3 и не нарушают дугообразную форму стенок. Их количество больше в центре вдоль продольного распространения электромагнитной волны и увеличивается совместно с раскрывом 4 в поперечном направлении.In the claimed technical solution, lens diffusers 5 are used (Fig. 4), which are completely located in the aperture 4 of the antenna. The lens diffusers 5 are made in the form of electrically conductive plates 6 (for example, metal), which are located on the dielectric substrate 1 between the expanding walls of the slit 3, and are necessarily made free from contact with the walls of the slit 3 (not in contact with the expanding walls). In this case, the lens diffusers 5 serve to compensate for the phase lag of the wave on the expanding walls of the slit 3 and do not violate the arcuate shape of the walls. Their number is greater in the center along the longitudinal propagation of the electromagnetic wave and increases together with the opening 4 in the transverse direction.

Электропроводные пластинки 6 могут быть расположены симметрично относительно оси продольного направления щели 3 для одинаковой компенсации отставания фазы между расширяющимися стенками щели 3 и формирования главного лепестка диаграммы направленности совпадающим с продольной осью антенны (фиг. 7).The conductive plates 6 can be located symmetrically with respect to the axis of the longitudinal direction of the slit 3 for equal compensation of the phase lag between the expanding walls of the slit 3 and the formation of the main lobe of the radiation pattern coinciding with the longitudinal axis of the antenna (Fig. 7).

Для упрощения изготовления (например, методами фотолитографии) и расчета коррекции фазовых искажений в раскрыве 4 электропроводные пластинки 6 могут располагаться в рядах относительно оси продольного направления щели 3 и поперечными рядами относительно нее. (Однако размеры электропроводных пластинок 6 выбираются значительно меньшими рабочей длины волны, поэтому они могут быть размещены достаточно хаотично с соблюдением симметричности наружного профиля.)To simplify the manufacture (for example, by means of photolithography) and to calculate the correction of phase distortions in the aperture 4, the conductive plates 6 can be arranged in rows relative to the axis of the longitudinal direction of the slit 3 and transverse rows relative to it. (However, the dimensions of the electrically conductive plates 6 are chosen much smaller than the working wavelength, so they can be placed quite randomly with the symmetry of the outer profile.)

Как показали исследования, форма электропроводных пластинок 6 практически не влияет на компенсацию фазовых искажений, т.к. их размеры выбирается намного меньшей длины волны, поэтому они могут быть выполнены в виде треугольников (на фиг. 5а), прямоугольников (фиг. 4,), квадратов (фиг. 5б), кругов (фиг. 5в), эллипсов (на фиг. 5 не показано), многоугольников, в том числе шестиугольников (фиг. 5г), замкнутых или разомкнутых колец (фиг. 5д) и их сочетаний.As studies have shown, the shape of the conductive plates 6 practically does not affect the compensation of phase distortions, because their sizes are chosen at a much shorter wavelength, so they can be made in the form of triangles (in Fig. 5a), rectangles (Fig. 4c), squares (Fig. 5b), circles (Fig. 5c), ellipses (in Fig. 5), polygons, including hexagons (Fig. 5d), closed or open rings (Fig. 5e), and combinations thereof.

Щель 3, выполненная в металлическом слое 2 с расширяющимися стенками вдоль ее продольного направления, в месте ее сужения сопряжена с щелью 7 питания, которая выполнена узкой и с параллельными стенками (фиг. 1-4). Используемые известные средства запитки антенны Вивальди практически не влияют на коэффициент усиления G и диаграмму направленности антенны.The slot 3, made in a metal layer 2 with expanding walls along its longitudinal direction, in the place of its narrowing is associated with a power slot 7, which is made narrow and with parallel walls (Fig. 1-4). Used known means of feeding the Vivaldi antenna practically do not affect the gain G and antenna pattern.

Так как отставание фазы на расширяющихся стенках щели 3 возрастает в продольном направлении в сторону максимального раскрыва 4, то наружный профиль электропроводных пластинок 6, образованный их поверхностями, обращенными к расширяющимся стенкам щели 3, выполнен сужающимся в направлении от максимального раскрыва 4 антенны к щели 7 питания (фиг. 4).Since the phase lag on the expanding walls of the slit 3 increases in the longitudinal direction toward the maximum aperture 4, the outer profile of the conductive plates 6 formed by their surfaces facing the expanding walls of the slit 3 is made tapering in the direction from the maximum aperture 4 of the antenna to the power gap 7 (Fig. 4).

Эксперименты показали, что огибающая S наружного профиля электропроводных пластинок 6 может быть выполнена параболической (фиг. 5а, б, в), или в виде ветви гиперболы (фиг. 5г), или в виде части эллипса (фиг. 5д). Форма аппроксимирующей огибающей зависит от размеров антенны Вивальди, частотного диапазона, требуемой диаграммы направленности. Обнаружено, что при увеличении продольных размеров антенны форма огибающей S наружного профиля электропроводных пластинок 6 плавно переходит от параболической к гиперболической, а затем даже к эллиптической, что, по-видимому, связано с формой излучающих поверхностей расширяющихся стенкок щели 3. Хотя специалистам понятно, что в любом случае оптимизация формы аппроксимирующей огибающей S наружного профиля электропроводных пластинок 6 может быть получена методами машинного моделирования в зависимости от технического задания на параметры антенны Вивальди.The experiments showed that the envelope S of the outer profile of the conductive plates 6 can be made parabolic (Fig. 5a, b, c), either as a branch of a hyperbola (Fig. 5d), or as a part of an ellipse (Fig. 5d). The shape of the approximating envelope depends on the size of the Vivaldi antenna, the frequency range, and the desired radiation pattern. It was found that with increasing longitudinal dimensions of the antenna, the shape of the envelope S of the outer profile of the conductive plates 6 smoothly passes from parabolic to hyperbolic, and then even to elliptic, which is apparently due to the shape of the radiating surfaces of the expanding walls of the gap 3. Although specialists understand that in any case, optimization of the shape of the approximating envelope S of the external profile of the conductive plates 6 can be obtained by machine modeling methods depending on the technical specifications for the parameter Vivaldi antenna.

Наружный профиль электропроводных пластинок 6 (или его огибающая) со стороны максимального раскрыва 4 выполнен в виде прямой L, не выступающей за габарит максимального раскрыва 4 антенны и параллельной ему (фиг. 4, 5). Это сделано для того, чтобы уменьшить продольный габарит антенны при одновременном уменьшении уровня боковых лепестков и увеличении коэффициента усиления антенны, поскольку фазовые искажения происходят именно в раскрыве 4 между расширяющимися стенками щели 3. Настоящее изобретение как раз и направлено на коррекцию таких искажений, а не на то, чтобы сформировать диаграмму направленности иными средствами, как это сделано в других аналогах, например, с помощью диэлектрических линз, выполняющих функцию элемента, фокусирующего излучение волны. В настоящем изобретении электропроводные пластинки 6 линзы 5 представляют собой замедляющую структуру.The outer profile of the conductive plates 6 (or its envelope) from the maximum aperture 4 is made in the form of a straight line L, not protruding beyond the dimension of the maximum aperture 4 of the antenna and parallel to it (Fig. 4, 5). This is done in order to reduce the longitudinal dimension of the antenna while reducing the level of the side lobes and increasing the antenna gain, since phase distortions occur precisely in the aperture 4 between the expanding walls of the slit 3. The present invention is aimed at correcting such distortions, and not at then, to form the radiation pattern by other means, as is done in other analogues, for example, using dielectric lenses, which serve as the element focusing the radiation in us. In the present invention, the conductive plate 6 of the lens 5 is a retarding structure.

Уменьшение поперечных габаритов по высоте достигается в результате исключения из конструкции дисков линзы Люнеберга и выполнения линзы 5 с рассеивателями - электропроводными пластинками 6 на единой диэлектрической подложке 1 в плоскости Е-поляризации, что также обеспечивает технологичность и упрощение конструкции. При этом для размещения линзы 5 используется свободное пространство внутри щели 3 и та же самая диэлектрическая подложка 1, на которой расположена планарная полосковая линия антенного устройства, что уменьшает продольные габариты.The reduction of the transverse dimensions in height is achieved by eliminating the Luneberg lens from the design of the disks and making the lens 5 with diffusers - electrically conductive plates 6 on a single dielectric substrate 1 in the E-polarization plane, which also ensures manufacturability and simplification of the design. In this case, to place the lens 5, free space is used inside the slit 3 and the same dielectric substrate 1 on which the planar strip line of the antenna device is located, which reduces the longitudinal dimensions.

Использование заявленного устройства дает выигрыш в коэффициенте усиления G до 2 дБ и более в полосе частот 1-3 ГГц (фиг. 6). Также получены диаграммы направленности в вертикальной плоскости на частоте 1, 2 и 3 ГГц для антенны Вивальди с электропроводными пластинками 6 линзы 5 (фиг. 4, 7) и без нее (фиг. 1, 8). Как видно из фигур 7 и 8, наличие линзы 5 за счет компенсации фазовых искажений способствует фокусированию электромагнитной энергии в направлении главного лепестка диаграммы направленности. При этом наблюдается снижение уровня заднего и боковых лепестков.Using the claimed device gives a gain in the gain G of up to 2 dB or more in the frequency band 1-3 GHz (Fig. 6). Also obtained radiation patterns in the vertical plane at a frequency of 1, 2 and 3 GHz for the Vivaldi antenna with conductive plates 6 of lens 5 (Fig. 4, 7) and without it (Fig. 1, 8). As can be seen from figures 7 and 8, the presence of lens 5 due to the compensation of phase distortion helps to focus electromagnetic energy in the direction of the main lobe of the radiation pattern. In this case, there is a decrease in the level of the back and side lobes.

Наиболее успешно заявленная «Антенна Вивальди с печатной линзой на единой диэлектрической подложке» промышленно применима в широкополосных радиотехнических системах как в качестве самостоятельного антенного устройства, так и в антенных решетках.The most successfully declared “Vivaldi Antenna with a Printed Lens on a Single Dielectric Substrate” is industrially applicable in broadband radio engineering systems both as a stand-alone antenna device and in antenna arrays.

Claims (8)

1. Антенна Вивальди, содержащая диэлектрическую подложку, металлический слой, расположенный на диэлектрической подложке, щель, выполненную в металлическом слое с расширяющимися стенками вдоль ее продольного направления и образующую раскрыв антенны, линзу, установленную в раскрыве антенны и выполненную из рассеивателей, отличающаяся тем, что рассеиватели выполнены в виде электропроводных пластинок, расположенных на диэлектрической подложке между расширяющимися стенками, и выполнены свободными от контакта со стенками щели для коррекции фазовых искажений в раскрыве.1. Vivaldi antenna containing a dielectric substrate, a metal layer located on the dielectric substrate, a slit made in a metal layer with expanding walls along its longitudinal direction and forming an aperture of the antenna, a lens mounted in the aperture of the antenna and made of diffusers, characterized in that the scatterers are made in the form of electrically conductive plates located on a dielectric substrate between the expanding walls, and are made free from contact with the walls of the slit for correction and phase distortion in the aperture. 2. Антенна Вивальди по п. 1, отличающаяся тем, что электропроводные пластинки расположены симметрично относительно оси продольного направления щели.2. The Vivaldi antenna according to claim 1, characterized in that the conductive plates are located symmetrically relative to the axis of the longitudinal direction of the slit. 3. Антенна Вивальди по п. 1, отличающаяся тем, что электропроводные пластинки расположены в рядах относительно оси продольного направления щели и поперечными рядами относительно нее.3. The Vivaldi antenna according to claim 1, characterized in that the conductive plates are arranged in rows relative to the axis of the longitudinal direction of the slit and in transverse rows relative to it. 4. Антенна Вивальди по п. 1, отличающаяся тем, что электропроводные пластинки выполнены в виде треугольников, квадратов, прямоугольников, кругов, эллипсов, многоугольников, в том числе шестиугольников, замкнутых или разомкнутых колец и их сочетаний.4. Vivaldi antenna according to claim 1, characterized in that the conductive plates are made in the form of triangles, squares, rectangles, circles, ellipses, polygons, including hexagons, closed or open rings, and combinations thereof. 5. Антенна Вивальди по п. 1, отличающаяся тем, что щель, выполненная в металлическом слое с расширяющимися стенками вдоль ее продольного направления, в месте ее сужения сопряжена с щелью питания, которая выполнена узкой и с параллельными стенками.5. The Vivaldi antenna according to claim 1, characterized in that a slot made in a metal layer with expanding walls along its longitudinal direction, in the place of its narrowing is associated with a power slot, which is made narrow and with parallel walls. 6. Антенна Вивальди по п. 5, отличающаяся тем, что наружный профиль электропроводных пластинок, образованный их поверхностями, обращенными к расширяющимся стенкам щели, выполнен сужающимся в направлении от максимального раскрыва антенны к щели питания.6. The Vivaldi antenna according to claim 5, characterized in that the outer profile of the conductive plates formed by their surfaces facing the expanding walls of the slit is made tapering in the direction from the maximum opening of the antenna to the power slot. 7. Антенна Вивальди по п. 6, отличающаяся тем, что огибающая наружного профиля электропроводных пластинок выполнена параболической, или в виде ветви гиперболы, или в виде части эллипса.7. The Vivaldi antenna according to claim 6, characterized in that the envelope of the outer profile of the conductive plates is made parabolic, either as a branch of a hyperbola, or as part of an ellipse. 8. Антенна Вивальди по п. 6, отличающаяся тем, что наружный профиль электропроводных пластинок со стороны максимального раскрыва выполнен в виде прямой, не выступающей за габарит максимального раскрыва антенны и параллельной ему. 8. The Vivaldi antenna according to claim 6, characterized in that the outer profile of the conductive plates from the maximum aperture is made in the form of a straight line that does not protrude beyond the maximum aperture of the antenna and is parallel to it.
RU2014128331/28A 2014-07-11 2014-07-11 Vivaldi antenna with printed lens on single dielectric substrate RU2593910C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128331/28A RU2593910C2 (en) 2014-07-11 2014-07-11 Vivaldi antenna with printed lens on single dielectric substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014128331/28A RU2593910C2 (en) 2014-07-11 2014-07-11 Vivaldi antenna with printed lens on single dielectric substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014128331A RU2014128331A (en) 2016-01-27
RU2593910C2 true RU2593910C2 (en) 2016-08-10

Family

ID=55237239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014128331/28A RU2593910C2 (en) 2014-07-11 2014-07-11 Vivaldi antenna with printed lens on single dielectric substrate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2593910C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686876C1 (en) * 2018-08-02 2019-05-06 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Tem-horn
RU2701483C1 (en) * 2018-07-26 2019-09-26 Общество с ограниченной ответственностью "РАДИУС" Ultra-wideband antenna with adaptive beam pattern correction device
RU2751406C1 (en) * 2020-11-02 2021-07-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") Balanced slot radiator
RU209563U1 (en) * 2021-08-31 2022-03-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") Antenna Vivaldi
RU2773254C1 (en) * 2021-06-22 2022-06-01 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Modified vivaldi antenna

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4855749A (en) * 1988-02-26 1989-08-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Opto-electronic vivaldi transceiver
RU2400881C1 (en) * 2009-11-11 2010-09-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" Planar antenna
RU2431224C1 (en) * 2010-04-02 2011-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-западный государственный заочный технический университет" (СЗТУ) Ultra-wideband antenna
RU2444098C1 (en) * 2010-12-30 2012-02-27 Александр Игоревич Клименко ULTRABROADBAND RADIATOR FOR PHASED ANTENNA ARRAY OF 8,5-12,5 GHz FREQUENCY RANGE
RU2488925C1 (en) * 2011-11-23 2013-07-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Ultra-wideband antenna

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4855749A (en) * 1988-02-26 1989-08-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Opto-electronic vivaldi transceiver
RU2400881C1 (en) * 2009-11-11 2010-09-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" Planar antenna
RU2431224C1 (en) * 2010-04-02 2011-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-западный государственный заочный технический университет" (СЗТУ) Ultra-wideband antenna
RU2444098C1 (en) * 2010-12-30 2012-02-27 Александр Игоревич Клименко ULTRABROADBAND RADIATOR FOR PHASED ANTENNA ARRAY OF 8,5-12,5 GHz FREQUENCY RANGE
RU2488925C1 (en) * 2011-11-23 2013-07-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Ultra-wideband antenna

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701483C1 (en) * 2018-07-26 2019-09-26 Общество с ограниченной ответственностью "РАДИУС" Ultra-wideband antenna with adaptive beam pattern correction device
RU2686876C1 (en) * 2018-08-02 2019-05-06 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Tem-horn
RU2795995C2 (en) * 2020-08-13 2023-05-16 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Vector antenna
RU2751406C1 (en) * 2020-11-02 2021-07-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") Balanced slot radiator
RU2773254C1 (en) * 2021-06-22 2022-06-01 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Modified vivaldi antenna
RU209563U1 (en) * 2021-08-31 2022-03-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" (СПбГЭТУ "ЛЭТИ") Antenna Vivaldi

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014128331A (en) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9590315B2 (en) Planar linear phase array antenna with enhanced beam scanning
RU2593910C2 (en) Vivaldi antenna with printed lens on single dielectric substrate
US11621495B2 (en) Antenna device including planar lens
CN109888485B (en) Compact low-profile multi-beam microstrip antenna
US20220102855A1 (en) Antenna assembly and electronic device
WO2020047480A1 (en) Integrated end-fire mm-wave antenna array with low frequency metal-framed antenna
Deshmukh et al. Broadband proximity fed modified E-shaped microstrip antenna
RU2435263C1 (en) Dual-band antenna
RU2755403C1 (en) Non-directional antenna of horizontal polarization
CN110190393B (en) High-gain gradient slot line antenna loaded by metal column lens
RU2701483C1 (en) Ultra-wideband antenna with adaptive beam pattern correction device
KR102279931B1 (en) Planar linear phase array antenna with enhanced beam scanning
Kim et al. A high-gain wideband antenna with frequency selective side reflectors operating in an anti-resonant mode
US11575208B2 (en) Ultra-wideband non-metal horn antenna
Nguyen et al. Study of folded reflector multibeam antenna with dielectric rods as primary source
US10862206B2 (en) Antenna device
RU2435262C1 (en) Multi-beam mirror antenna
Asci et al. Investigation of effects of grooves on antenna performance for Ku band antenna
Deshmukh et al. Analysis of broadband pair of slot cut equilateral triangular microstrip antenna
RU2773254C1 (en) Modified vivaldi antenna
RU2793067C1 (en) Broadband antenna module
Kamaruddin et al. A Study on the EBG and AMC on Radial Line Slot Array Structure at 28 GHz
Koli et al. A linearly polarised radial line slot array antenna with reflection cancelling slots
Scattone et al. Generation of a cosecant-squared radiation pattern with a superstrate-like leaky-wave antenna
JP2013197664A (en) Antenna and base station antenna

Legal Events

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

Effective date: 20160712