SU1597985A1

SU1597985A1 - Microband aerial

Info

Publication number: SU1597985A1
Application number: SU874326830A
Authority: SU
Inventors: Сергей Сергеевич Виленкин; Сергей Иванович Агуреев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2203
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1990-10-07

Abstract

Изобретение относитс к области антенно-цифровых устройств и может быть использовано в качестве самосто тельной антенны или в составе антенной решетки. Цель изобретени - увеличение коэффициента усилени . Микрополоскова антенна (МПА) содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой расположен пр моугольный металлический экран (ПМЭ) 2, а на другой - пр моугольный излучающий элемент (ПИЭ) 3, и питающий коаксиальный кабель 4. ПИЭ 2, диэлектрическа подложка 1 и ПИЭ 3 изогнуты симметрично относительно плоскости симметрии, проход щей через оси симметрии ПМЭ 2 и ПИЭ 3, при этом ПМЭ 2 и ПИЭ 3 образуют соответственно двугранные углы β*98150° и Α*98б+2ARCSIN 2D/B, где D - минимальна толщина диэлектрической подложки 1The invention relates to the field of antenna-digital devices and can be used as an independent antenna or as part of an antenna array. The purpose of the invention is to increase the gain. The microstrip antenna (MPA) contains a dielectric substrate 1, on one side of which a rectangular metal screen (PME) 2 is located, and on the other side - a rectangular radiating element (EEP) 3, and a power supply coaxial cable 4. EIA 2, dielectric substrate 1 and PIE 3 are bent symmetrically with respect to the plane of symmetry passing through the axes of symmetry of PME 2 and PIE 3, with PME 2 and PIE 3 form the dihedral angles β * 98150 ° and * 98b + 2ARCSIN 2D / B, respectively, where D is the minimum dielectric substrate 1

B - ширина ПИЭ 3, вдоль плоскости симметрии в направлении излучени МПА. ДЛИНА ПИЭ 3 равна (0,48-0,50)λ/√ε_R, где λ - рабоча длина волныB is the width of PIE 3, along the plane of symmetry in the direction of emission of the MPA. LENGTH PIE 3 is equal to (0.48-0.50) λ / √ε _R , where λ is the working wavelength

ε_R - относительна диэлектрическа проницаемость диэлектрической подложки 1. Длина и ширина ПМЭ 2 превышает соответственно длину и ширину ПИЭ 3. ВНУТРЕННИЙ ПРОВОДНИК ПИТАЮЩЕГО КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ 4 ПОДКЛЮЧЕН К ПИЭ 3 в точке, расположенной на его оси симметрии, а внешний проводник соединен с ПМЭ 2. ПРИ РАБОТЕ МПА электромагнитна энерги посредством питающего коаксиального кабел 4 поступает в микрополосковый резонатор, образованный ПМЭ 2 и ПИЭ 3, и излучаетс в свободное пространство через щели между кра ми ПИЭ 3 и ПМЭ 2. ИЗГИБ ПМЭ 2 на угол β*98150° и ПИЭ 3 на угол α*98б+2ARCSIN 2D/B позвол ет увеличить коэффициент усилени (КУ) до 13 дБ. Величина КУ МПА зависит от размеров (длины и ширины) ПМЭ 2, при этом дл каждых фиксированных размеров имеетс свой оптимальный угол изгиба ПМЭ 2 β_опт, при котором КУ МПА принимает максимальное значение. Изгиб ПМЭ 2 на угол β*98б_OпT пРиВОдиТ K уМЕНьшЕНию КУ, A уВЕличЕНиЕ ЕгО РАзМЕРОВ ВлЕчЕТ зА СОбОй уМЕНьшЕНиЕ зНАчЕНи ОпТиМАльНОгО углА изгибА β_OпT и уВЕличЕНиЕ МАКСиМАльНОгО зНАчЕНи КУ МПА. ПРИ УГЛАХ Β*98150° КУ МПА становитс близким к КУ плоской МПА. 2 ил.ε _R is the relative dielectric constant of the dielectric substrate 1. The length and width of PME 2 exceed respectively the length and width of the EIA 3. THE INTERNAL CONDUCTOR OF THE FEEDING COAXIAL CABLE 4 IS CONNECTED TO EIA 3 at the point located on its axis of symmetry of the interface of the connector / connector cable. When the MPA is operated, electromagnetic energy is fed through the supply coaxial cable 4 into the microstrip resonator formed by PME 2 and EIA 3, and is radiated into free space through the gaps between the edges of EIA 3 and PME 2. IGIB PME 2 at an angle of β * 98150 ° and PI 3 by an angle α * 98b + 2ARCSIN 2D / B allows an increase in the gain (CG) to 13 dB. The value of KU MPA depends on the size (length and width) of PME 2, while for each fixed size there is its own optimal bending angle of PME 2 β _opt , at which KU MPA takes the maximum value. The bending of PME 2 at an angle of β * 98b _OPT TURNOVER K UMNITION KU, A IMPROVEMENT OF EGO SIZES WILL CONTRIBUTE TO SOME DIMENSION OF AN OPTIMAL ANGLES β β _OPT and INCREASE MAXIHYTHIHY AT ANGLES 9 * 98150 ° KU MPA becomes close to KU flat MPA. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к антенно-фидер- ным устройствам и может быть использовано в качестве самосто тельной антенны или в составе антенной решетки.The invention relates to antenna-feeder devices and can be used as an independent antenna or as part of an antenna array.

Цель изобретени - увеличение коэффициента усилени .The purpose of the invention is to increase the gain.

На фиг. 1 представлена структурна схема микрополосковой антенны, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.FIG. 1 is a plan view of a microstrip antenna; in fig. 2 - the same, side view.

Микрополоскова антенна содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой расположен пр моугольный металлический экран 2, а на другой - пр моугольный излучающий элемент 3, и питающий коаксиальный кабель 4. Пр моугольный металлический экран 2, диэлектрическа подложка 1 и пр моугольный излучающий элемент 3 изогнуты симметрично относительно плоскости симметрии, проход щей через оси симметрии пр моугольного металлического экрана 2 и пр моугольного излучающего элемента 3, при этом пр моугольный металлический экран 2 и пр моугольный излучающий элемент 3 образуют соответственно двугранные углыThe microstrip antenna contains a dielectric substrate 1, on one side of which a rectangular metal screen 2 is located, and on the other side - a rectangular radiating element 3, and a feeding coaxial cable 4. A rectangular metal screen 2, a dielectric substrate 1 and a rectangular radiating element 3 are bent symmetrically with respect to the plane of symmetry passing through the symmetry axes of the rectangular metal screen 2 and the rectangular radiating element 3, while the rectangular metal screen 2 and the straight line Gol radiating element 3 form correspondingly dihedral angles

. ,2d. , 2d

трической подложки 1. Длина и ширина пр моугольного металлического экрана 2 превы30 шают соответственно длину и щирину пр моугольного излучающего элемента 3. Внутренний проводник питающего коаксиального кабел 4 подключен к пр моугольному излучающему элементу 3 в точке, расположенной на его оси симметрии, а внешний про35 водник соединен с пр моугольным металл и-, ческим экраном 2.1. The length and width of the rectangular metal screen 2 exceed 30 the length and width of the rectangular radiating element 3, respectively. The inner conductor of the feeding coaxial cable 4 is connected to the rectangular radiating element 3 at the point located on its axis of symmetry, and the outer conductor is 35 connected to a rectangular metal with an icing screen 2.

Микрополоскова антенна работает следующим образом.Microstrip antenna works as follows.

Электромагнитна энерги посредством питающего коаксиального кабел 4 посту пает в микрополосковый резонатор, образованный пр моугольным металлическим экраном 2 и пр моугольным излучающим элементом 3, и излучаетс в свободное пространство через щели между кромками пр мо45 угольного излучающего элемента 3 и пр моугольным металлическим экраном 2.Electromagnetic energy through the supply coaxial cable 4 is fed into a microstrip resonator formed by a rectangular metal screen 2 and a rectangular radiating element 3, and is radiated into the free space through the gaps between the edges of the rectangular carbon radiating element 3 and a rectangular metal screen 2.

Экспериментальное испытание микрополосковой антенны показало, что изгиб пр моугольного металлического экрана 2 на угол и пр моугольного излучающего эле2fi и a arcsin(}, где d - мини- 50 .С5/п позвол етExperimental testing of a microstrip antenna showed that bending of a rectangular metal screen 2 at an angle and a rectangular radiating element 2fi and a arcsin (}, where d is mini- 50 ° C5 / n allows

трической подложки 1. Длина и ширина пр моугольного металлического экрана 2 превышают соответственно длину и щирину пр моугольного излучающего элемента 3. Внутренний проводник питающего коаксиального кабел 4 подключен к пр моугольному излучающему элементу 3 в точке, расположенной на его оси симметрии, а внешний проводник соединен с пр моугольным металл и-, ческим экраном 2.1. The length and width of the rectangular metal screen 2 are respectively greater than the length and width of the rectangular radiating element 3. The inner conductor of the feeding coaxial cable 4 is connected to the rectangular radiating element 3 at the point located on its axis of symmetry, and the outer conductor is connected to Rectangular metal screen; 2.

Электромагнитна энерги посредством питающего коаксиального кабел 4 поступает в микрополосковый резонатор, образованный пр моугольным металлическим экраном 2 и пр моугольным излучающим элементом 3, и излучаетс в свободное пространство через щели между кромками пр моугольного излучающего элемента 3 и пр моугольным металлическим экраном 2.Electromagnetic energy through the supply coaxial cable 4 enters the microstrip resonator formed by a rectangular metal screen 2 and a rectangular radiating element 3, and is radiated into free space through the gaps between the edges of the rectangular radiating element 3 and a rectangular metal screen 2.

Экспериментальное испытание микрополосковой антенны показало, что изгиб пр моугольного металлического экрана 2 на угол и пр моугольного излучающего эле .С5/п позвол етAn experimental test of a microstrip antenna has shown that bending a rectangular metal screen 2 at an angle and a rectangular radiating element. C5 / n allows

мальна толщина диэлектрической подложки ; b - ширина пр моугольного излучающего элемента 3, вдоль плоскости симметрии в направлении излучени микрополоско вой антенны. Длина пр моугольного излучающего элемента 3 равна (0,48-0,05) i/C, где К - рабоча длина волны; е, - относительна диэлектрическа проницаемость диэлекувеличить коэффициент усилени до 13 дБ. Величина коэффициента усилени микрополосковой антенны зависит от размеров (дли- ны и ширины) пр моугольного металлического экрана 2, при этом дл каждых фиксированных размеров имеетс свой оптимальный угол изгиба Рор( пр моугольногоminor thickness of the dielectric substrate; b is the width of the rectangular radiating element 3 along the plane of symmetry in the direction of radiation of the microstrip antenna. The length of the rectangular radiating element 3 is (0.48-0.05) i / C, where K is the operating wavelength; e is the relative dielectric constant of the dielectric; increases the gain to 13 dB. The magnitude of the gain of the microstrip antenna depends on the size (length and width) of the rectangular metal screen 2, while for each fixed size there is a different optimal bending angle Rohr (rectangular)

металлического экрана 2, при котором коэффициент усилени микрополосковой антенны принимает максимальное значение. Изгиб пр моугольнвго металлического экрана 2 на угол Р :рор/ приводит к уменьшению коэффициента усилени , а увеличение его размеров влечет за собой уменьшение значени оптимального угла изгиба Pop/ и увеличение максимального значени коэффициента усилени микрополосковой антенны. При углах коэффициент усилени микрополосковой антенны становитс близким к коэффициенту усилени плоской микрополосковой антенны.metal screen 2, in which the gain of the microstrip antenna takes the maximum value. Bending a rectangular metal screen 2 at an angle P: res / leads to a decrease in the gain, and an increase in its dimensions entails a decrease in the value of the optimum bend angle Pop / and an increase in the maximum gain value of the microstrip antenna. At angles, the gain of the microstrip antenna becomes close to the gain of the flat microstrip antenna.

Таким образом, микрополоскова антенна , позвол ет увеличить коэффициент усилени .Thus, the microstrip antenna allows to increase the gain.

Claims

Invention Formula

A microstrip antenna containing a dielectric substrate, on one side of which a rectangular metal shield is located, and on the other side - a rectangular radiating element, supplying a coaxial cable, the inner conductor of which is connected to a rectangular radiation

the external element to the rectangular metal screen, wherein the rectangular metal screen, the dielectric substrate and the rectangular radiating element are curved symmetrically with respect to the plane of symmetry passing through the major axes of symmetry of the rectangular metal screen and the rectangular radiating element differing from In order to increase the gain, the rectangular metal screen and the rectangular radiating element are bent, respectively, to form two-sided glob; 150 ° and a.- - {- 2arcsin (2d / b), where d is the thickness of the dielectric substrate, and b is the width of the rectangular radiating element, along the symmetry plane in the direction of radiation of the microstrip antenna, while the rectangular radiating element is (0.48-0.50), where X is the working wavelength; EG is the relative dielectric constant of the dielectric substrate, and the inner conductor of the supplying coaxial cable is connected to the rectangular radiating element at a point located on its greater axis of symmetry.

0

five