SE504441C2 - Mikrostripantenn - Google Patents

Description

504 441 2 10 15 20 25 30 35 Genom uppfinningen har denna typ av antenn, i det följande benämnd mikrostripantenn, utvecklats till att kunna överföra strål- ningsenergi i en vätska och även ta emot denna utan att stora delar av energin reflekteras. Närmare bestämt avser uppfinningen en mikrostripantenn, som är uppbyggd av flera på varandra lagda skikt, bestående av ett basskikt i form av ett första jordplansskikt, vilket utgör spärrskikt för elektromagnetisk strålning, ett mot detta skikt anliggande första substratskikt och ett mot detta anliggande, lång- strâckt och i ett plan parallellt med det första jordplansskiktet sig sträckande matarband. Det som utmärker denna mikrostripantenn framgår av efterföljande patentkrav.

Uppfinningen skall i det följande närmare förklaras med hån- visning till bifogade ritningar, på vilka Fig 1 visar i sprängvy ett första utförande av antennen enligt uppfinningen, Fig 2 likaledes i sprängvy ett andra utförande av antennen en- ligt uppfinningen och Fig 3 antennen i sammansatt skick enligt ett tredje utförande.

Vid utförandet i fig 1 består mikrostripantennen av ett första jordplansskikt 1 med rektangulär form. Detta skikt 1, som kan bestå av en kopparplatta, utgör spärrskikt för elektromagnetisk strålning nedåt i ñguren. Mot detta jordplansskikt 1 anligger ett första sub- stratskikt 2 med samma rektangulära form och med deñnierad dielektricitetskonstant och tjocklek. I ett plan parallellt med jord- plansskiktet 1 sträcker sig ett matarband 3 i anliggning mot sub- stratskiktet 2 från en av dettas kortsidor en längd in över sub- stratskiktet.

Enligt uppfinningen består antennen därjämte av ett andra, mot matarbandet 3 och det första Substratskiktet 2 anliggande, andra substratskikt 4 med samma form och likaledes deñnierad dielektrici- tetskonstant och tjocklek. Vidare anligger mot detta andra sub- stratskikt 4 ett andra jordplansskikt 5, vilket likaledes kan utgöras av en kopparplatta och vilket är försett med en slits 6, som är riktad vin- kelrätt mot matarbandets 3 längdriktning. Slutligen anligger mot det andra jordplansskiktet 5 ett tredje substratskikt 7, vilket har samma form som de båda övriga substratskikten 2, 4. Substratskiktet 7 bör utgöras av ett material, som vid en sändarsignals genomträngning av 10 15 20 25 30 35 3 504 441 skiktet ger små förluster inom mikrovågsområdet. Som exempel på ett så beskaffat material kan nämnas kvartsglas eller safirglas. Substrat- skiktet 7 är anordnat att slutligt forma en från matarbandet 3 utgå- ende och genom slitsen 6 och detta skikt 7 matad mikrovågssignal.

Substratskiktet 7 har även funktionen att bilda ett mekaniskt slit- skydd mot en passerande vätskeblandning, såsom en mäld.

Detta utförande av uppfinningen är den enklaste varianten.

Antennen är lätt att tillverka och ger en bredbandig signal.

I ñg 2 visas ett andra utförande av uppfinningen. Vid detta utfö- rande ingår i antennen dessutom ett fjärde substratskikt 8, vilket är beläget mellan det andra jordplansskiktet 5 och det tredje sub- stratskiktet 7. Detta fjärde substratskikt 8 är på sin mot det tredje substratskiktet 7 vända sida försett med en metallplatta 9, en s k patch, så belägen i förhållande till slitsen 6, att projektionen av en längdmittlinje genom denna delar metallplattan 9 i två lika hälfter.

Antennen enligt detta utförande är något mer komplicerat upp- byggd men ger en smalbandig signal och har bättre förstärkning än antennen enligt det först beskrivna utförandet. Dessutom erbjuder den större anpassningsmöjligheter för åstadkommande av liten reflexion.

I ñg 3 visas i sammansatt skick ett tredje utförande, vilket är en alternativ utformning av mikrostripantennen enligt uppfinningen.

Antennen är här uppbyggd av det första jordplansskiktet 1, det första med matarbandet 3 försedda substratskiktet 2, det fjärde med me- tallplattan 9 försedda substratskiktet 8 och det tredje substratskiktet 7, som anligger mot det fjärde substratskiktet 8 och metallplattan 9.

Matarbandet 3 och metallplattan 9 är vid detta utförande elektriskt förbundna med varandra via en ledare 10, som sträcker sig genom det fjärde substratskiktet 8. Även vid detta utförande erhåller man en antenn med smal- bandig signal och god förstärkning.

Mikrostripantennen enligt uppfinningen utgör i alla visade och beskrivna utföranden en mycket kompakt enhet, som upptar endast en liten plats och därför kan monteras och användas för en mängd olika tillämpningar. Antennen kan överföra strålningsenergi ut i en vätska och ta emot densamma utan att stora delar av energin reflek- teras. Genom att noggrant välja tjocklek och dielektricitetskonstant 504 441 ' 4 10 på de olika substratskikten 2, 4, 7, 8, längd och bredd på slitsen 6 vid utförandena i fig 1 och 2, dimensioner på metallplattan 9 vid utfö- randena i ñg 2 och 3 samt infåstningspunkten för ledningen 10 i me- tallplattan 9 vid sistnämnda utförandet i fig 3, kan man uppnå opti- mala värden. Den mekaniska utformningen av mikrostripantennen är mycket enkel samtidigt som denna erhåller mycket goda elektriska prestanda.

Uppñnningen är inte begränsad till vad som visats och beskri- vits utan kan varieras på flera sätt inom ramen för efterföljande pa- tentkrav. Sålunda kan jordplansskikten l och 5, matarbandet 3 och plattan 9 vara orda i annat material än koppar, t ex silver eller guld.

Antennen kan givetvis även vara utformad på annat sätt än såsom en parallellepiped.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 5 504 441 P A T E N T K R A V
1. l. Mikrostripantenn, som är uppbyggd av flera på varandra lag- da skikt, bestående av ett basskikt i form av ett första jordplansskikt (1), vilket utgör spärrskikt för elektromagnetisk strålning. ett mot detta skikt (1) anliggande första substratskikt (2) och ett mot detta anliggande, långsträckt och i ett plan parallellt med det första jord- plansskiktet (1) sig sträckande matarband (3), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att antennen därjämte består av ett mot matarbandet (3) och det första substratskiktet (2) anliggande, andra substratskikt (4), ett andra mot detta anliggande jordplansskikt (5), vilket är försett med en slits (6), som är riktad vinkelrätt mot matarbandets (3) längdrikt- ning, samt ett tredje, mot det andra jordplansskíktet (5) anliggande substratskikt (7), vilket är anordnat att slutligt forma en från matar- bandet (3) utgående och genom slitsen (6) och det tredje substratskik- tet (7) matad mikrovågssignal.
2. 2. Mikrostripantenn enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d d ä r a v, att i antennen dessutom ingår ett mellan det andra jordplansskíktet (5) och det tredje substratskiktet (7 ) beläget fjärde substratskikt (8), vilket på sin mot det tredje substratskiktet (7) vända sida är försett med en metallplatta (9), en s k patch, så belägen i för- hållande till slitsen (6), att projektionen av en längdmittlinje genom denna delar metallplattan 9 i två lika hälfter.
3. 3. Alternativ utformning av mikrostripantenn enligt patentkra- ven 1 och2,kännetecknad därav, attantennenärupp- byggd av det första jordplansskíktet (l), det första med matarbandet (3) försedda substratskiktet (2), det fjärde med metallplattan (9) för- sedda substratskiktet (8) samt det tredje, mot det fjärde substratskik- tet (8) och metallplattan (9) anliggande substratskiktet (7) och att matarbandet (3) och metallplattan (9) är elektriskt förbundna med varandra via en genom det fjärde substratskiktet (8) sig sträckande ledare (lO).
4. 4. Mikrostripantenn enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det tredje substratskiktet (7) ut- göres av ett mekaniskt slitstarkt material med små förluster inom mikrovågsområdet, t ex kvarts- eller sañrglas.