RU2819847C1 - Синусная двухполяризационная четырехплечевая антенна с устройством запитки для согласования сопротивлений - Google Patents
Синусная двухполяризационная четырехплечевая антенна с устройством запитки для согласования сопротивлений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819847C1 RU2819847C1 RU2024103178A RU2024103178A RU2819847C1 RU 2819847 C1 RU2819847 C1 RU 2819847C1 RU 2024103178 A RU2024103178 A RU 2024103178A RU 2024103178 A RU2024103178 A RU 2024103178A RU 2819847 C1 RU2819847 C1 RU 2819847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- matching
- dielectric substrate
- metallization
- sinusoidal
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к антенной технике и служит для согласования сопротивлений в аппаратуре радиомониторинга и радиопеленгации. Технический результат - повышение качества согласования сопротивления между апертурой синусной двухполяризационной четырехплечевой антенны и ее входным/выходным разъемом. Результат достигается тем, что предложена синусная двухполяризационная четырехплечевая антенна с устройством запитки для согласования сопротивлений, содержащая согласующий трансформатор, соединенный с антенной и разъемами, отличающаяся тем, что антенна с согласующим трансформатором расположена на диэлектрической подложке антенны в кольцевом металлическом корпусе с технологическими отверстиями для ее крепления на изделии, трансформатор выполнен в виде двух ортогонально совмещенных печатных трансформаторов сопротивлений, расположенных внутри кольцевого металлического корпуса, при этом каждый из них выполнен в виде печатной платы с нанесенной на неё металлизацией, причем с одной стороны диэлектрической подложки металлизация предназначена для заземления, с другой стороны диэлектрической подложки металлизация предназначена для прохождения информационного сигнала и обеспечивает согласование сопротивлений между апертурой антенны и разъемом. 3 ил.
Description
Изобретение относится к антенной технике и может использоваться для согласования сопротивлений в аппаратурах радиомониторинга и радиопеленгации, в частности - в технике радиоэлектронной борьбы (РЭБ).
Известен «Способ согласования комплексных сопротивлений и устройство для его реализации» (патент RU2486667C1, опубликован 27.06.2013). В известном изобретении согласующее устройство выполняется из реактивных и резистивных сосредоточенных элементов, и содержит нелинейный элемент для обеспечения перестраиваемого по частоте согласования. Однако указанное решение не может обеспечить полной передачи мощности сигнала в нагрузку.
Известно «Устройство для согласования импедансов» (патент RU2652455C2, опубликован 26.04.2018), которое содержит антенну и согласующее устройство (трансформатор). В устройстве обеспечивается возможность точного электродинамического расчета элементов матрицы рассеяния названных соединений без использования метода эквивалентных схем за счет использования тройников.
За прототип принята антенна с устройством запитки, опубликованная в книге - «The Sinuous Antenna in Dual Polarized Configuration" («Синусная антенна с двухполяризационным режимом работы»), Mohammad Vahdani, Low-profile, Ultra-Wideband and Dual Polarized Antennas and Feeding Systems, стр. 92-100. [Электронный ресурс], https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-000060860, опубликовано 18.06.2010. Недостатком прототипа является то, что устройство запитки, состоящее из двух трансформаторов сопротивлений с разъемами, совмещенных под определенным углом относительно друг друга, не обеспечивает достаточное качество согласования сопротивлений между апертурой синусной двухполяризационной четырехплечевой антенны и разъемом антенны для подключения входного/выходного сигнала. То есть, известное устройство обеспечивает менее эффективные электродинамические характеристики и параметры, менее стабильную диаграмму направленности и большие габариты синусной двухполяризационной четырехплечевой антенны.
Техническая проблема в заявленном устройстве состоит в том, что известный согласующий трансформатор не обеспечивает качество согласования антенны и разъема для подключения входного/выходного сигнала при использовании синусной двухполяризационной четырехплечевой антенны.
Технический результат в заявляемом изобретении состоит в повышении качества согласования сопротивлении между апертурой синусной двухполяризационной четырехплечевой антенны и разъемом антенны для подключения входного/выходного (информационного) сигнала, что обеспечивает более эффективные электродинамические характеристики и параметры, более стабильную диаграмму направленности и меньшие габариты синусной двухполяризационной четырехплечевой антенны.
Для достижения технического результата синусная двухполяризационная четырехплечевая антенна с устройством запитки для согласования сопротивлений содержит согласующий трансформатор, соединенный с антенной и разъемами, обеспечивающими подключения входного и выходного сигналов к четырехплечевой синусной антенне для работы в двухполяризационном режиме, при этом синусная двухполяризационная антенна с согласующим трансформатором сопротивлений расположены на диэлектрической подложке антенны в кольцевом металлическом корпусе с технологическими отверстиями для ее крепления на изделии, согласующий трансформатор выполнен в виде двух ортогонально совмещенных печатных трансформаторов сопротивлений, расположенных внутри кольцевого металлического корпуса, при этом каждый из трансформаторов сопротивлений, имеющих зеркальное отображение металлизации на диэлектрической подложке относительно друг друга и совмещенных между собой с применением металлической перемычки для соединения заземлений, выполнен в виде печатной платы, с нанесенной на нее металлизацией, причем с одной стороны диэлектрической подложки металлизация предназначена для заземления, с другой стороны диэлектрической подложки металлизация предназначена для прохождения информационного сигнала и обеспечивает согласование сопротивлений между апертурой антенны и разъемом антенны, входящего в состав устройства запитки, тем самым обеспечивая более эффективные электродинамические характеристики и параметры, более стабильную диаграмму направленности и меньшие габариты антенны.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено устройство запитки для согласования сопротивлений в синусной двухполяризационной четырехплечевой антенне в виде согласующего трансформатора с разъемами антенны.
На фиг. 2 изображена синусная двухполяризационная четырехплечевая антенна с установленным устройством запитки для согласования сопротивлений.
На фиг. 3 показаны трансформаторы сопротивлений на печатной плате. На фиг. 1-3 введены обозначения:
1. Диэлектрические подложки печатных трансформаторов сопротивлений.
2. Металлическая перемычка для соединения заземлений печатных трансформаторов сопротивлений.
3. Разъемы антенны.
4. Металлизация печатных трансформаторов сопротивлений.
5. Диэлектрическая подложка антенны.
6. Металлический корпус синусной четырехплечевой антенны.
7. Излучающий элемент.
8. Технологические отверстия для крепления антенн на изделие.
9. Устройство запитки для согласования сопротивлений в синусной двухполяризационной четырехплечевой антенне в виде согласующего трансформатора с разъемами антенны.
10. Первый трансформатор сопротивлений.
11. Второй трансформатор сопротивлений.
Для синусных антенн характерно формирование электромагнитного поля, соответствующего синусоидальной форме. Такое поле позволяет антенне создавать излучение в определенном направлении. Синусная антенна может быть полезна для обеспечения высокой направленности и точности излучения.
Для двухполяризационных антенных конструкций необходимы два излучающих элемента (апертуры), выполненных в виде синусного двухплечевого передающего/приемного элемента, с двумя разными трансформаторами сопротивлений, повернутых относительно друг друга на 90 градусов. При этом существует перекрытие между двумя копланарными полосковыми линиями двух трансформаторов сопротивлений.
Для получения более стабильной диаграммы направленности возможно объединение двух трансформаторов сопротивлений в единую конструкцию, т.е. создание устройства запитки для согласования сопротивлений в синусной двухполяризационной четырехплечевой антенне.
Предлагаемая четырехплечевая синусная двухполяризационная (два плеча на каждую поляризацию) антенна с устройством запитки расположена на диэлектрической подложке 5 антенны (имеет круглую форму, см. фиг. 2), установленной в металлическом корпусе 6.
Согласующий трансформатор (или устройство запитки) 9 выполнен в виде двух ортогонально совмещенных печатных трансформаторов сопротивлений 10 и 11 (см. фиг. 3), расположенных внутри металлического корпуса 6 антенны, при этом каждый из трансформаторов сопротивлений выполнен в виде диэлектрической подложки 1, с нанесенной на нее металлизацией 4, причем с одной стороны диэлектрической подложки 1 металлизация 4 предназначена для заземления, с другой стороны диэлектрической подложки металлизация 4 предназначена для приема/передачи информационного сигнала, поступающего от/к разъему 3 антенны, при этом трансформаторы сопротивлений имеют зеркальное отображение металлизации на плате относительно друг друга и совмещаются между собой с применением металлической перемычки 2 для соединения заземлений. При этом диэлектрическая подложка 1 антенны и металлический корпус 6 антенны содержат технологические отверстия 8 для крепления антенны на изделии.
Кроме того, согласующий трансформатор сопротивлений представляет собой схему запитки 9, состоящую из двух ортогонально совмещенных печатных трансформаторов сопротивлений, которые имеют зеркальное отображение металлизации относительно друг друга и совмещаются с применением металлической перемычки для соединения заземлений (см. фиг. 1). Каждый печатный трансформатор сопротивлений выполнен в виде диэлектрической подложки 1 (оптимальная диэлектрическая проницаемость ε=2,2) с нанесенной на нее металлизацией:
- с одной стороны диэлектрической подложки металлизация (заземление) предназначена для защиты синусной двухполяризационной четырехплечевой антенны от статического электричества, электростатических разрядов, короткого замыкания и других электрических возмущений;
- с другой стороны диэлектрической подложки металлизация предназначена для передачи/приема информационного сигнала и обеспечения перехода от сопротивления входного/выходного сигнала, поступающего через разъем 3 к волновому сопротивлению выходного/входного сигнала, передаваемого/принимаемого апертурой синусной двухполяризационной четырехплечевой антенны.
Устройство запитки 9 обеспечивает более эффективные электродинамические характеристики и параметры, более стабильную диаграмму направленности и меньшие габариты синусной двухполяризационной четырехплечевой антенны при режимах работы на линейной горизонтальной и вертикальной поляризации, а с применением квадратурного переключателя - при режиме работы на круговой поляризации.
Claims (1)
- Синусная двухполяризационная четырехплечевая антенна с устройством запитки для согласования сопротивлений, содержащая согласующий трансформатор, соединенный с антенной и разъемами, обеспечивающими подключения входного и выходного сигналов к четырехплечевой синусной антенне для работы в двухполяризационном режиме, отличающаяся тем, что синусная двухполяризационная антенна с согласующим трансформатором сопротивлений расположена на диэлектрической подложке антенны в кольцевом металлическом корпусе с технологическими отверстиями для ее крепления на изделии, согласующий трансформатор выполнен в виде двух ортогонально совмещенных печатных трансформаторов сопротивлений, расположенных внутри кольцевого металлического корпуса, при этом каждый из трансформаторов сопротивлений, имеющих зеркальное отображение металлизации на диэлектрической подложке относительно друг друга и совмещенных между собой с применением металлической перемычки для соединения заземлений, выполнен в виде печатной платы с нанесенной на неё металлизацией, причем с одной стороны диэлектрической подложки металлизация предназначена для заземления, с другой стороны диэлектрической подложки металлизация предназначена для прохождения информационного сигнала и обеспечивает согласование сопротивлений между апертурой антенны и разъемом антенны входящего в состав устройства запитки, тем самым обеспечивая более эффективные электродинамические характеристики и параметры, более стабильную диаграмму направленности и меньшие габариты антенны.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819847C1 true RU2819847C1 (ru) | 2024-05-27 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658262A (en) * | 1985-02-19 | 1987-04-14 | Duhamel Raymond H | Dual polarized sinuous antennas |
| RU2486667C1 (ru) * | 2011-11-21 | 2013-06-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ согласования комплексных сопротивлений и устройство его реализации |
| RU2652455C2 (ru) * | 2014-12-30 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Устройство для согласования импедансов |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658262A (en) * | 1985-02-19 | 1987-04-14 | Duhamel Raymond H | Dual polarized sinuous antennas |
| RU2486667C1 (ru) * | 2011-11-21 | 2013-06-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ согласования комплексных сопротивлений и устройство его реализации |
| RU2652455C2 (ru) * | 2014-12-30 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Устройство для согласования импедансов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Mohammad Vahdani "Low-profile, ultra wideband and dual polarized antennas and feeding systems", 18.06.2010. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4922259A (en) | Microstrip patch antenna with omni-directional radiation pattern | |
| US6653983B2 (en) | Antenna and information processors | |
| Tang et al. | Dual-linearly polarized, electrically small, low-profile, broadside radiating, Huygens dipole antenna | |
| US11289823B2 (en) | Antenna and electronic device using same | |
| US11688941B2 (en) | Antenna device for beam steering and focusing | |
| WO2012074282A1 (ko) | 원편파 안테나 | |
| CA2093161A1 (en) | Wideband arrayable planar radiator | |
| JP2020509691A (ja) | ボウタイアンテナ装置 | |
| Huang et al. | Millimeter-wave circular polarized beam-steering antenna array for gigabit wireless communications | |
| CN112103632A (zh) | 基于液晶材料的极化可重构天线及其制作和调控方法 | |
| JP2022535999A (ja) | 等角／全方向差動分割アパーチャ | |
| Magray et al. | Wideband asymmetric coplanar strip fed antennas with pattern diversity for mmWave 5G base stations | |
| US4012742A (en) | Multimode loop antenna | |
| RU2819847C1 (ru) | Синусная двухполяризационная четырехплечевая антенна с устройством запитки для согласования сопротивлений | |
| CN113013604A (zh) | 天线和天线阵列 | |
| Brar et al. | mmWave Yagi-Uda element and Array on liquid crystal polymer for 5G | |
| CN107317107B (zh) | 抗干扰阵列集成天线 | |
| PL175450B1 (pl) | Antena planarna | |
| CN107978840B (zh) | 一种双线极化天线馈源阵列组件 | |
| Huang et al. | 60 GHz multibeam antenna array for gigabit wireless communication networks | |
| CN111786110B (zh) | 天线装置及客户前端设备 | |
| CN112670703B (zh) | 一种栅条侧壁加载宽带双极化平面振子天线 | |
| CN116417783A (zh) | 一种基于低剖面馈电结构的宽带端射圆极化天线及阵列 | |
| CN211045721U (zh) | 天线和天线阵列 | |
| JP4268096B2 (ja) | バラン装置及びアンテナ装置 |