RU2727348C1 - Stripline slot linear antenna array - Google Patents
Stripline slot linear antenna array Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727348C1 RU2727348C1 RU2019112920A RU2019112920A RU2727348C1 RU 2727348 C1 RU2727348 C1 RU 2727348C1 RU 2019112920 A RU2019112920 A RU 2019112920A RU 2019112920 A RU2019112920 A RU 2019112920A RU 2727348 C1 RU2727348 C1 RU 2727348C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strip
- screens
- walls
- strip line
- conducting
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиосвязи и радиолокации, как в качестве самостоятельной антенны, так и в качестве элемента плоской или конформной антенной решетки.The invention relates to radio engineering and can be used in radio communication and radar, both as an independent antenna and as an element of a flat or conformal antenna array.
Из уровня техники известны линейные антенные решетки [1], изготовленные по методу печатной технологии, обеспечивающего высокую повторяемость электрических характеристик при относительно низкой стоимости изготовления. В силу конструктивных особенностей, в качестве излучающих элементов в таких антеннах используются, как правило, излучатели вибраторного типа, и плоскость поляризации такой антенны параллельна плоскости ДОС.Linear antenna arrays [1] are known from the prior art, manufactured using the method of printed technology, which provides high repeatability of electrical characteristics at a relatively low manufacturing cost. Due to the design features, as a rule, vibrator-type radiators are used as radiating elements in such antennas, and the plane of polarization of such an antenna is parallel to the DOS plane.
Известны также линейные решетки щелевых излучателей, представляющие собой набор щелей, прорезанных в экране, возбуждаемых симметричной или несимметричной полосковой линией посредством пересечения щели полоском линии [2, 3].Also known are linear arrays of slot emitters, which are a set of slots cut in the screen, excited by a symmetric or asymmetric strip line by crossing the slot with a strip of the line [2, 3].
Известны также линейные антенные решетки коллинеарных щелевых излучателей [4, 5], прорезанных в стенке волновода, питание которых осуществляется волноводной волной, возбуждаемой в волноводе при помощи системы штырей, замкнутых [4] или не замкнутых [5] на одну из стенок волновода, подключенных к выходным линиям полоскового либо микрополоскового делителя мощности.Also known are linear antenna arrays of collinear slot emitters [4, 5], cut in the wall of the waveguide, which are powered by a waveguide wave excited in the waveguide using a system of pins, closed [4] or not closed [5] to one of the walls of the waveguide connected to the output lines of a strip power divider or microstrip power divider.
Наиболее близкой заявляемой по технической сущности, т.е. прототипом является линейная антенная решетка [4]. Аналогично предлагаемому техническому решению эта антенна, принятая за прототип, содержит распределитель мощности на симметричной полосковой линии, коллинеарные щелевые излучатели и проводящие боковые стенки, замыкающе экраны симметричной полосковой линии между собой для локализации волноводных волн, возбуждающих щели. Однако антенна прототип содержит парные излучающие щели, расположенные на противоположных сторонах боковых поверхностей волновода, предназначена для формирования изотропной ДН в плоскости поперечного сечения волновода и не может служить элементом плоской или конформной решетки.The closest claimed in technical essence, i.e. the prototype is a linear antenna array [4]. Similarly to the proposed technical solution, this antenna, taken as a prototype, contains a power distributor on a symmetrical strip line, collinear slot emitters and conducting side walls, closing screens of the symmetrical strip line between each other to localize waveguide waves exciting the slots. However, the prototype antenna contains paired radiating slots located on opposite sides of the lateral surfaces of the waveguide, is designed to form an isotropic pattern in the plane of the waveguide cross section and cannot serve as an element of a flat or conformal lattice.
Техническая проблема заявленного изобретения заключается в возможности создания линейной антенной решетки, представляющей собой интегрированную конструкцию, состоящую из системы деления мощности -диаграммообразующей схемы (ДОС), выполненной на базе полосковой линии, и системы излучателей, при этом плоскость поляризации такой антенны перпендикулярна плоскости ДОС.The technical problem of the claimed invention lies in the possibility of creating a linear antenna array, which is an integrated structure consisting of a power dividing system - a diagram-forming circuit (DOS), made on the basis of a strip line, and a system of emitters, while the polarization plane of such an antenna is perpendicular to the DOS plane.
Технический результат заключается в решении данной технической проблемы.The technical result consists in solving this technical problem.
Указанный технический результат обеспечивается в полосковой линейной антенной решетке, содержащей коллинеарные щелевые излучатели и делитель мощности на симметричной полосковой линии, выходные полосковые проводники которого замкнуты проводящими перемычками на один из экранов полосковой линии, и две проводящие стенки, замыкающие экраны полосковой линии между собой, образуя узкие стенки прямоугольного волновода, широкие стенки которого образованы экранами полосковой линии, отличающаяся тем, что щелевые излучатели прорезаны в первой проводящей стенке, расположенной вблизи прямолинейного края экранов полосковой линии, параллельного проводящим стенкам и осевой линии щелевых излучателей, а выходные полосковые проводники проходят через разрывы во второй проводящей стенке, содержат Т-образные полосковые разветвления в каждом излучателе и замыкаются на один из экранов полосковой линии внутри прямоугольного волновода вблизи краев щелевого излучателя.The specified technical result is provided in a strip linear antenna array containing collinear slot emitters and a power divider on a symmetrical strip line, the output strip conductors of which are closed by conducting jumpers on one of the screens of the strip line, and two conducting walls, closing the screens of the strip line between themselves, forming narrow the walls of a rectangular waveguide, the wide walls of which are formed by the screens of the strip line, characterized in that the slot emitters are cut in the first conductive wall located near the straight edge of the strip line screens, parallel to the conducting walls and the center line of the slot emitters, and the output strip conductors pass through the gaps in the second conductive wall, contain T-shaped strip branches in each radiator and are closed to one of the screens of the strip line inside the rectangular waveguide near the edges of the slotted radiator.
Дополнительной особенностью является то, что проводящая стенка, содержащая щелевые излучатели, с внешней стороны волновода покрыта диэлектриком.An additional feature is that the conductive wall containing the slot emitters is coated with a dielectric on the outside of the waveguide.
Дополнительной особенностью является то, что решетка может быть выполнена по технологии многослойных печатных плат в виде металлизированных слоев на поверхности двух сложенных между собой диэлектрических листов, а проводящие стенки, образующие узкие стенки прямоугольного волновода, и замыкание полосковых проводников на экран выполнены в виде металлизированных отверстий в упомянутых диэлектрических листах, при этом щелевые излучатели образованы зазорами между упомянутыми металлизированными отверстиями.An additional feature is that the lattice can be made according to the technology of multilayer printed circuit boards in the form of metallized layers on the surface of two folded dielectric sheets, and the conductive walls forming the narrow walls of a rectangular waveguide and the closure of the strip conductors to the screen are made in the form of metallized holes in said dielectric sheets, with the slot emitters formed by the gaps between the said metallized holes.
Дополнительной особенностью является то, что расстояние между узкими стенками прямоугольного волновода составляет менее половины длины волны с учетом диэлектрической постоянной среды между экранами.An additional feature is that the distance between the narrow walls of the rectangular waveguide is less than half the wavelength, taking into account the dielectric constant of the medium between the screens.
Изобретение иллюстрируется рисунком фиг. 1., на котором изображен фрагмент линейной антенной решетки, состоящий из трех излучателей, где: 1 - Т-образные полосковые элементы, 2 - закоротки Т-образных полосковых элементов, 3, 4 - проводящие стенки, 5 - щели, 6 - стенки волноводного резонатора, являющиеся одновременно экранами полосковой линии, 7 - полосковый делитель мощности.The invention is illustrated in the drawing of FIG. 1., which shows a fragment of a linear antenna array, consisting of three emitters, where: 1 - T-shaped strip elements, 2 - short-circuits of T-shaped strip elements, 3, 4 - conducting walls, 5 - slots, 6 - waveguide walls resonator, which are simultaneously screens of the strip line, 7 - strip power divider.
Заявленный технический результат достигается применением резонаторно-щелевых излучателей, содержащих Т-образные полосковые элементы 1 с закоротками 2 на концах, обеспечивающих замыкание проводников на один из экранов полосковых линий 6. Объем резонаторов излучателей ограничен проводящими стенками 3, 4, осуществляющими замыкание стенок волноводного резонатора 6, совпадающих с экранами полосковых линий. Излучение электромагнитной волны, из резонатора осуществляется через щели 5, которые могут быть закрыты многослойным диэлектрическим покрытием, предназначенным для защиты внутреннего объема резонатора от внешних климатических воздействий.The claimed technical result is achieved by using resonator-slot emitters containing T-
Также, как и антенна-прототип, предлагаемая антенна содержит Т-образные полосковые элементы с закоротками, однако в отличии от прототипа, где один Т-образный элемент используется для возбуждения двух смежных излучателей, предлагаемая антенна содержит Т-образный элемент в каждом излучателе. Такое конструктивное решение в антенне-прототипе приводит к синфазному и равноамплитудному возбуждению пары смежных излучателей, что при формировании диаграмм направленности (ДН) специальной формы, требующих применения неравноамплитудного и несинфазного распределения возбуждающего поля по раскрыву антенны, приводит к появлению в ДН паразитных коммутационных лепестков. Предлагаемая антенна свободна от указанного недостатка.Also, like the prototype antenna, the proposed antenna contains T-shaped strip elements with short circuits, however, unlike the prototype, where one T-shaped element is used to excite two adjacent radiators, the proposed antenna contains a T-shaped element in each radiator. Such a constructive solution in the prototype antenna leads to in-phase and equal-amplitude excitation of a pair of adjacent emitters, which, when forming directional patterns (DP) of a special shape, requiring the use of non-equal-amplitude and out-of-phase distribution of the exciting field along the antenna opening, leads to the appearance of parasitic switching lobes in the DP. The proposed antenna is free from this drawback.
Полосковая щелевая антенная решетка работает следующим образом. Сигнал в виде ТЕМ-волны с полосового делителя мощности 7 последовательного, параллельного или иного типа, поступает на его оконечные элементы - Т-образные полосковые элементы 1. Т-образные полосковые элементы оканчиваются закоротками 2, токи на которых возбуждают волноводный тип волны, вектор электрического поля которой направлен перпендикулярно стенкам волноводного резонатора 6, являющимися одновременно экранами полосковой линии. Наличие двух точек возбуждения дает дополнительную степень свободы в настройке входного импеданса излучателя, приведенного к сечению разветвления Т-образного возбудителя. Область существования возбужденной волноводной волны ограничивается рядами проводящих стенок 3, 4, образующих волновод. Расстояние между рядами стенок 3, 4 должно быть менее половины длины волны с учетом диэлектрической постоянной среды заполнения, чтобы образуемый волновод был запредельным для волноводной волны низшего типа, для исключения взаимодействия щелевых излучателей через внутренний объем волновода. Излучение возбужденной волны в свободное пространство осуществляется через щели 5, которые из конструктивных соображений могут быть закрыты многослойным диэлектрическим покрытием.The strip slot antenna array works as follows. The signal in the form of a TEM wave from a
Полосковая щелевая антенная решетка может иметь различные конструктивные варианты исполнения.The strip slot antenna array can have various design options.
Как вариант, изготовление такой антенны возможно по технологии многослойных печатных плат на твердом диэлектрике. При этом объемные детали, обеспечивающие межслойное замыкание проводников, такие как закороти 2 и стенки 3, 4 выполняются в виде групп близко расположенных металлизированных отверстий между соответствующими проводящими слоями.Alternatively, the manufacture of such an antenna is possible using the technology of multilayer printed circuit boards on a solid dielectric. In this case, the volumetric parts providing the interlayer closure of the conductors, such as
Количество излучателей антенной решетки, схема полоскового делителя мощности (которая может быть последовательного, параллельного или иного типа), наличие диэлектрического покрытия щелей и диэлектрического заполнения внутреннего объема резонатора, не существенны для достижения заявленного эффекта от изобретения.The number of emitters of the antenna array, the circuit of the strip power divider (which can be serial, parallel or other type), the presence of a dielectric coating of the slots and a dielectric filling of the internal volume of the resonator are not essential to achieve the claimed effect from the invention.
Источники информацииSources of information
1. Демидов В.В., Егоров А.Д., Инденбом М.В. Печатно-полосковые вибраторные ФАР L- и S-диапазонов // Антенны. 2001. №9(55).1. Demidov V.V., Egorov A.D., Indenbom M.V. Printed-strip vibrator HEADLIGHTS of L- and S-bands // Antennas. 2001. No. 9 (55).
2. Антенны и устройства СВЧ. / Под ред. проф. Д.И. Воскресенского, М.: Радио и связь, 1981, стр. 195.2. Antennas and microwave devices. / Ed. prof. DI. Voskresensky, M .: Radio and communication, 1981, p. 195.
3. Handbook of Microstrip Antennas, edited by J.R. James & P.S. Hall, published by: P. Peregrims Ltd., L., UK, 1989, part 2, p. 1111.3. Handbook of Microstrip Antennas, edited by J.R. James & P.S. Hall, published by: P. Peregrims Ltd., L., UK, 1989,
4. Патент РФ №2183889, кл. H01Q 13/22, 2002 - полосковая щелевая антенная решетка.4. RF patent No. 2183889, cl. H01Q 13/22, 2002 - Slit stripe antenna array.
5. Патент РФ №2279741, кл. H01Q 13/22, 2006 - линейная антенна сверхвысокой частоты.5. RF patent No. 2279741, cl. H01Q 13/22, 2006 - Ultra-high frequency linear antenna.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112920A RU2727348C1 (en) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | Stripline slot linear antenna array |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019112920A RU2727348C1 (en) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | Stripline slot linear antenna array |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2727348C1 true RU2727348C1 (en) | 2020-07-21 |
Family
ID=71741101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019112920A RU2727348C1 (en) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | Stripline slot linear antenna array |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2727348C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817507C1 (en) * | 2023-12-20 | 2024-04-16 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Microwave signal power divider and antenna array |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2615132A (en) * | 1946-06-05 | 1952-10-21 | Victor H Rumsey | Directive broad band slot antenna system |
DE2014939A1 (en) * | 1969-07-01 | 1971-01-14 | RCA Corp , New York, NY (V St A ) | Multi-element antenna |
DE1541469B2 (en) * | 1965-11-29 | 1975-05-22 | Csf-Compagnie Generale De Telegraphie Sans Fil, Paris | Radar arrangement with alternating antenna connection to the transmitter and receiver |
US4409595A (en) * | 1980-05-06 | 1983-10-11 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Stripline slot array |
US6037911A (en) * | 1997-06-30 | 2000-03-14 | Sony International (Europe) Gmbh | Wide bank printed phase array antenna for microwave and mm-wave applications |
JP2001504317A (en) * | 1998-01-13 | 2001-03-27 | レイセオン・カンパニー | Box horn array structure using folded junctions |
US6285323B1 (en) * | 1997-10-14 | 2001-09-04 | Mti Technology & Engineering (1993) Ltd. | Flat plate antenna arrays |
US6317094B1 (en) * | 1999-05-24 | 2001-11-13 | Litva Antenna Enterprises Inc. | Feed structures for tapered slot antennas |
RU2183889C2 (en) * | 2000-07-05 | 2002-06-20 | Гузеев Игорь Васильевич | Slotted strip-line antenna array |
JP2004510375A (en) * | 2000-09-29 | 2004-04-02 | ソニー インターナショナル (ヨーロッパ) ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Dipole feed structure for corner reflector antenna |
US7564421B1 (en) * | 2008-03-10 | 2009-07-21 | Richard Gerald Edwards | Compact waveguide antenna array and feed |
CN101069325B (en) * | 2004-09-09 | 2011-06-01 | 联邦国有企业“礼炮号”莫斯科国家工厂 | Linear high frequency antenna |
US20160322708A1 (en) * | 2013-12-20 | 2016-11-03 | Mohammadreza Tayfeh Aligodarz | Dielectric resonator antenna arrays |
CN108736160A (en) * | 2017-04-20 | 2018-11-02 | 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 | A kind of 5G terminal antennas that antenna pattern is restructural |
-
2019
- 2019-04-26 RU RU2019112920A patent/RU2727348C1/en active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2615132A (en) * | 1946-06-05 | 1952-10-21 | Victor H Rumsey | Directive broad band slot antenna system |
DE1541469B2 (en) * | 1965-11-29 | 1975-05-22 | Csf-Compagnie Generale De Telegraphie Sans Fil, Paris | Radar arrangement with alternating antenna connection to the transmitter and receiver |
DE2014939A1 (en) * | 1969-07-01 | 1971-01-14 | RCA Corp , New York, NY (V St A ) | Multi-element antenna |
US4409595A (en) * | 1980-05-06 | 1983-10-11 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Stripline slot array |
US6037911A (en) * | 1997-06-30 | 2000-03-14 | Sony International (Europe) Gmbh | Wide bank printed phase array antenna for microwave and mm-wave applications |
US6285323B1 (en) * | 1997-10-14 | 2001-09-04 | Mti Technology & Engineering (1993) Ltd. | Flat plate antenna arrays |
JP2001504317A (en) * | 1998-01-13 | 2001-03-27 | レイセオン・カンパニー | Box horn array structure using folded junctions |
US6317094B1 (en) * | 1999-05-24 | 2001-11-13 | Litva Antenna Enterprises Inc. | Feed structures for tapered slot antennas |
RU2183889C2 (en) * | 2000-07-05 | 2002-06-20 | Гузеев Игорь Васильевич | Slotted strip-line antenna array |
JP2004510375A (en) * | 2000-09-29 | 2004-04-02 | ソニー インターナショナル (ヨーロッパ) ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Dipole feed structure for corner reflector antenna |
CN101069325B (en) * | 2004-09-09 | 2011-06-01 | 联邦国有企业“礼炮号”莫斯科国家工厂 | Linear high frequency antenna |
US7564421B1 (en) * | 2008-03-10 | 2009-07-21 | Richard Gerald Edwards | Compact waveguide antenna array and feed |
US20160322708A1 (en) * | 2013-12-20 | 2016-11-03 | Mohammadreza Tayfeh Aligodarz | Dielectric resonator antenna arrays |
CN108736160A (en) * | 2017-04-20 | 2018-11-02 | 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 | A kind of 5G terminal antennas that antenna pattern is restructural |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817507C1 (en) * | 2023-12-20 | 2024-04-16 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Microwave signal power divider and antenna array |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2696676C1 (en) | Ridge waveguide without side walls on base of printed-circuit board and containing its multilayer antenna array | |
US9865928B2 (en) | Dual-polarized antenna | |
US5337065A (en) | Slot hyperfrequency antenna with a structure of small thickness | |
CN111384596A (en) | Antenna device, radar system, and communication system | |
US9972900B2 (en) | Distributor and planar antenna | |
Kim et al. | A Series Slot Array Antenna for 45$^{\circ} $-Inclined Linear Polarization With SIW Technology | |
CN111052504A (en) | Millimeter wave antenna array element, array antenna and communication product | |
EP3200281B1 (en) | Compact slot-type antenna | |
JP2002057523A (en) | Antenna having conductive layer and two-band transmitter provided with the same | |
EP2385583B1 (en) | Wideband cavity-backed slot antenna | |
EP3780279A1 (en) | Array antenna apparatus and communication device | |
ES2815698T3 (en) | Elemental multiband radiant cell | |
KR20200011500A (en) | Tripolar Current Loop Radiating Element with Integrated Circular Polarization Feed | |
JP2005051331A (en) | Coupling structure between microstrip line and dielectric waveguide | |
KR101791436B1 (en) | Cavity backed slot antenna | |
Chen et al. | Dual-beam microstrip leaky-wave array excited by aperture-coupling method | |
WO2020151551A1 (en) | Circularly polarized substrate-integrated waveguide antenna, array antenna and antenna system | |
RU2727348C1 (en) | Stripline slot linear antenna array | |
JP5616167B2 (en) | Traveling wave excitation antenna | |
Ahmed et al. | A novel differential fed high gain patch antenna using resonant slot loading | |
Hossain et al. | A 5G beam-steering microstrip array antenna using both-sided microwave integrated circuit technology. | |
RU2207670C1 (en) | Antenna | |
RU2793081C1 (en) | Q-range microband antenna array | |
CN113206381B (en) | Circularly polarized leaky-wave antenna | |
RU2182392C1 (en) | Antenna |