UA112208C2 - Комплекти рупорного хвилеводу, способи їх створення та антенні системи - Google Patents
Комплекти рупорного хвилеводу, способи їх створення та антенні системи Download PDFInfo
- Publication number
- UA112208C2 UA112208C2 UAA201406374A UAA201406374A UA112208C2 UA 112208 C2 UA112208 C2 UA 112208C2 UA A201406374 A UAA201406374 A UA A201406374A UA A201406374 A UAA201406374 A UA A201406374A UA 112208 C2 UA112208 C2 UA 112208C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- antenna
- dielectric substrate
- rectangular
- antenna system
- metal plate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 45
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 14
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
- H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
- H01Q1/525—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between emitting and receiving antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
- H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
- H01Q13/0266—Waveguide horns provided with a flange or a choke
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
- H01Q13/0283—Apparatus or processes specially provided for manufacturing horns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0087—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing antenna arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/065—Patch antenna array
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49016—Antenna or wave energy "plumbing" making
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Забезпечується комплект рупора хвилеводу, спосіб створення комплекту рупора хвилеводу та антенна система. Комплект включає прямокутну металеву пластину, яку обробляють таким чином, щоб вона мала розріз, який складається з певної кількості прямокутних отворів, розташованих уздовж прямокутної металевої пластини, нижня частина кожного отвору є утвореною як прямокутний хвилевід, а верхня частина кожного отвору є утвореною як рупор; та паз, який простягається у напрямку, уздовж якого розташовується певна кількість отворів, і має задану глибину, є утвореним з двох сторін отворів на верхній поверхні прямокутної металевої пластини. Згідно з варіантами втілення, існує можливість підтримання належних властивостей антени стосовно діапазону частот та спрямованості при посиленні ізоляції між передавальною антеною та приймальною антеною у системі.
Description
утвореною як прямокутний хвилевід, а верхня частина кожного отвору є утвореною як рупор; та паз, який простягається у напрямку, уздовж якого розташовується певна кількість отворів, і має задану глибину, є утвореним з двох сторін отворів на верхній поверхні прямокутної металевої пластини. Згідно з варіантами втілення, існує можливість підтримання належних властивостей антени стосовно діапазону частот та спрямованості при посиленні ізоляції між передавальною антеною та приймальною антеною у системі. : и кн,
АК Скла
Фіг.
Дана заявка в цілому стосується мікросмужкових антен, зокрема антенної системи.
У технології голографічного формування зображень у міліметровому діапазоні хвиль повна інформація у формі даних може бути одержана лише через виконання частотного сканування у певній смузі частот з метою розрахунку тривимірного зображення об'єкта. У скануючій системі приймально-передавальна антена розташовується на крайньому верхньому кінці й відповідає за передачу сигналу на об'єкт та приймання сигналів, які відбиваються від об'єкта. Вимоги до приймально-передавальної антени, яка є інтегрованою з системою, є такими: 1) об'єм має бути малим для сприяння інтеграції; 2) спрямованість має бути сильною, з головною пелюсткою, спрямованою на об'єкт; 3) смуга частот є настільки широкою, щоб задовольняти вимогам системи до смуги частот.
В інтеграції системи існує низка вимог до приймально-передавальної антени. З врахуванням мініатюризації, спрямованості та інтеграції з системою мікросмужкова антена є опгимальним вибором. Однак нормальна мікросмужкова антена зазвичай має вузьку смугу. Якщо за критерій взяти коефіцієнт стоячої хвилі за напругою «2, відносна смуга зазвичай є меншою за 10 Ор.
Якщо взяти за приклад антену з середньою частотою 30 ГГц, робоча смуга при коефіцієнті стоячої хвилі за напругою «2 становить З ГГц. Така смуга аж ніяк не задовольняє вимогам для застосування.
Зазвичай існує кілька підходів до розширення смуги мікросмужкової антени, включаючи: 1) зниження значення ОС) еквівалентної схеми, 2) збільшення товщини діелектрика, що знижує проникність єг і збільшення тангенса кута втрат дб, їес, однак це збільшує втрати антени, 3) додавання паразитної мікросмужкової антени або застосування ефекту електромагнітного зв'язку, 4) побудову мережі узгодження повного опору, однак це збільшує розмір антени, і 5) застосування системної технології.
Різні підходи, згадані вище, розширюють смугу за рахунок збільшення об'єму або зниження ефективності. Крім того, діаграма спрямованості антени змінюється залежно від конкретного способу розширення смуги.
Широкосмугова антена міліметрового діапазону хвиль розроблялася протягом кількох років, і ця технологія є добре розвинутою. Стосовно описаної авторами вимоги до спрямованості технологія, що дозволяє розширити смугу, водночас забезпечуючи сильну спрямованість, є
Зо рідкістю. Згідно з існуючим способом розширення смуги, зазвичай застосовують додавання слота в діелектричній пластині або паразитної мікросмужкової антени, що може лише відповідати вимозі до діапазону частот, але дає слабку спрямованість.
З врахуванням проблем існуючого рівня техніки пропонується комплект рупора хвилеводу, який відповідає мікросмужковій широкосмуговій антені малого розміру, спосіб створення комплекту рупора хвилеводу та антенна система.
В одному аспекті заявки забезпечується комплект рупора хвилеводу, який включає прямокутну металеву пластину, яку обробляють таким чином, щоб вона мала розріз, який складається з множини прямокутних отворів, розташованих уздовж прямокутної металевої пластини, нижня частина кожного отвору є утвореною як прямокутний хвилевід, а верхня частина кожного отвору є утвореною як рупор; та паз, який простягається у напрямку, уздовж якого розташовується множина отворів, і має задану глибину, є утвореним з двох сторін отворів на верхній поверхні прямокутної металевої пластини.
В оптимальному варіанті кілька нарізних отворів утворено у пазі для з'єднання комплекту рупора хвилеводу з антенною системою.
В оптимальному варіанті паз має ширину у межах від 3,0 мм до 5,0 мм і глибину у межах від 8,0 мм до 12,0 мм.
В іншому аспекті заявки забезпечується спосіб створення комплекту рупора хвилеводу, який включає етапи обробки прямокутної металевої пластини таким чином, щоб вона мала розріз, який складається з множини прямокутних отворів, розташованих уздовж прямокутної металевої пластини, причому нижня частина кожного отвору є утвореною як прямокутний хвилевід, а верхня частина кожного отвору є утвореною як рупор; та утворення паза, який простягається у напрямку, уздовж якого розташовується множина отворів, і має задану глибину з двох сторін отворів на верхній поверхні прямокутної металевої пластини.
В оптимальному варіанті спосіб також включає етап утворення кількох нарізних отворів у пазі для з'єднання комплекту рупора хвилеводу з антенною системою.
У ще одному аспекті заявки забезпечується антенна система, яка включає антенну решітку, яка включає діелектричну підкладку прямокутної форми, множину випромінювальних патчів, розташованих з інтервалами по довжині діелектричної підкладки й утворених на верхній поверхні діелектричної підкладки, та множину з'єднувальних патчів, розташованих відповідно до бо множини випромінювальних патчів, кожен з яких є утвореним на верхній поверхні діелектричної підкладки й проходить від сторони діелектричної підкладки до позиції від відповідного випромінювального патча на певну відстань, та комплект рупора хвилеводу, який включає прямокутну металеву пластину, яку обробляють таким чином, щоб вона мала розріз, який складається з множини прямокутних отворів, розташованих уздовж прямокутної металевої пластини, нижня частина кожного отвору є утвореною як прямокутний хвилевід, а верхня частина кожного отвору є утвореною як рупор, та паз, який простягається у напрямку, уздовж якого розташовується множина отворів, і має задану глибину, є утвореним з двох сторін отворів на верхній поверхні прямокутної металевої пластини. Відповідні прямокутні хвилеводи комплекту рупора хвилеводу мають однаковий розмір з випромінювальними патчами, і кожен з прямокутних хвилеводів з'єднується з відповідним випромінювальним патчем.
В оптимальному варіанті антенна решітка включає металеву опору, яка розташовується на нижній поверхні діелектричної підкладки й проходить від краю нижньої поверхні діелектричної підкладки донизу до землі, шар повітря, що має задану товщину і утворюється під діелектричною підкладкою.
В оптимальному варіанті шар повітря має товщину у межах від 0,5 мм до 3,0 мм.
В оптимальному варіанті металева опора є мідною пластиною, розташованою на обох сторонах діелектричної підкладки.
В оптимальному варіанті мідна пластина має ширину у межах від 0,4 мм до 0,6 мм.
Завдяки описаним вище рішенням, забезпечується можливість підтримання належних властивостей антени стосовно діапазону частот та спрямованості при посиленні ізоляції між передавальною антеною та приймальною антеною у системі.
Представлені нижче фігури пояснюють варіанти виконання даного винаходу. Фігури та варіанти виконання представляють деякі варіанти втілення даного винаходу, які не обмежують і не вичерпують його обсягу, серед яких:
Фіг. 1 показує вигляд згори мікросмужкової антени згідно з варіантом втілення винаходу;
Фіг. 2 показує вигляд з правого боку мікросмужкової антени згідно з варіантом втілення винаходу;
Фіг. З показує фронтальну проекцію мікросмужкової антени згідно з варіантом втілення винаходу;
Зо Фіг. 4 показує вигляд знизу мікросмужкової антени згідно з варіантом втілення винаходу;
Фіг. 5 показує розріз мікросмужкової антени уздовж напрямку, показаного на Фіг. 1 згідно з варіантом втілення винаходу;
Фіг. 6 показує графік коефіцієнта стоячої хвилі за напругою мікросмужкової антени згідно з варіантом втілення винаходу;
Фіг. 7 показує графік спрямованості мікросмужкової антени при 28 ГГц згідно з варіантом втілення винаходу, де суцільна лінія та пунктирна лінія позначають Рнпі-О" та РНЇ-90", відповідно;
Фіг. 8 показує схему багатоелементної антени згідно з іншим варіантом втілення винаходу;
Фіг. 9 показує вигляд згори комплекту рупора хвилеводу згідно з іншим варіантом втілення винаходу;
Фіг. 10 показує розріз комплекту рупора хвилеводу, показаного на Фіг. 9;
Фіг. 11 показує графік коефіцієнта стоячої хвилі за напругою приймально-передавальної антени;
Фіг. 12 показує графік спрямованості багатоелементної антени;
Фіг. 13 показує ізоляцію багатоелементної антени без рупорної решітки; і
Фіг. 14 показує ізоляцію багатоелементної антени з рупорною решіткою.
Конкретні варіанти втілення винаходу детально описуються нижче. Слід зазначити, що представлені авторами варіанти втілення застосовано лише для пояснення, але не для обмеження обсягу винаходу. У представленому нижче описі описується багато конкретних деталей для кращого розуміння винаходу. Однак для спеціалістів у даній галузі є очевидним, що винахід може бути втілений і без цих конкретних деталей. В інших прикладах загальновідомі схеми, матеріали або способи не описуються для уникнення плутанини.
В усьому описі посилання на "один варіант втілення", "варіант втілення", "один приклад" або "приклад" означає, що конкретні особливості, конструкції або властивості, описані у зв'язку з варіантом втілення або прикладом, включаються до принаймні одного варіанта втілення даного винаходу. Таким чином, фрази "в одному варіанті втілення", "у варіанті втілення", "в одному прикладі" або "у прикладі", які трапляються у різних позиціях опису, можуть стосуватися одного варіанта втілення або прикладу. Крім того, конкретні особливості, конструкції або властивості можуть бути поєднані в одному або кількох варіантах втілення або прикладах у будь-які бо прийнятні способи. Крім того, спеціалістам у даній галузі має бути зрозуміло, що вжитий авторами термін "та/або" означає будь-які й усі комбінації одного або кількох перелічених предметів.
Для одержання антени з широкою смугою, сильною спрямованістю та малим розміром варіанти втілення даної заявки забезпечують широкосмугову мікросмужкову антену. Антена включає діелектричну підкладку прямокутної форми, випромінювальний патч, утворений на верхній поверхні діелектричної підкладки, з'єднувальний патч, утворений на верхній поверхні діелектричної підкладки, який проходить від сторони діелектричної підкладки до позиції від випромінювального патча на певну відстань, металеву опору, яка розташовується на нижній поверхні діелектричної підкладки й проходить від краю нижньої поверхні діелектричної підкладки донизу до землі, шар повітря, що має задану товщину і утворюється між нижньою поверхнею діелектричної підкладки та землею. Згідно з варіантом втілення, антена працює на високій частоті (наприклад, при середній частота смуги К-Ка, тобто, як антена з міліметровим діапазоном хвиль) і має відносну смугу понад 20 95. Головна пелюстка є спрямованою на простір над антеною, тому більша частина енергії може бути використана для ефективного виявлення. Крім того, антена має малий розмір. Наприклад, розмір є еквівалентним робочій довжині хвилі.
Фігури 1, 2, З та 4 показують вигляд згори, вигляд з правого боку, фронтальну проекцію та вигляд знизу мікросмужкової антени згідно з варіантом втілення винаходу, відповідно. Як показано на Фіг. 1, антена включає діелектричну підкладку 110 прямокутної форми, випромінювальний патч 120 та з'єднувальний патч 130. Як показано на Фіг. 3, антена розширює смугу шляхом додавання шару повітря 160 і застосування електромагнітного зв'язку та використання мікросмужкового фідера 50 Ом.
Як показано, випромінювальний патч 120 є утвореним на верхній поверхні діелектричної підкладки 110. З'єднувальний патч 130 є утвореним на верхній поверхні діелектричної підкладки 110 ї простягається від сторони діелектричної підкладки 110 до позиції від випромінювального патча 120 на певну відстань. Металева опора 140 розташовується на нижній поверхні діелектричної підкладки 110 і простягається приблизно від краю нижньої поверхні діелектричної підкладки 110 донизу до землі 150. Шар повітря 160, який має задану товщину Па, є утвореним між нижньою поверхнею діелектричної підкладки та землею.
У деяких варіантах втілення діелектрична підкладка 110 є виконаною з матеріалу НКодегв5 Ф 5880 з шириною у межах від 0,2 мм до 0,4 мм, в оптимальному варіанті 0,254 мм, проникністю є, більшою за 2, в оптимальному варіанті 2,2, та тангенсом кута втрат 0,0009. Діелектрична підкладка має довжину у межах від 6,5 мм до 8,5 мм, в оптимальному варіанті 7,8 мм, ширину у межах від 5 мм до 7 мм, в оптимальному варіанті 6,1 мм.
У деяких варіантах втілення шар повітря 160 має товщину Па у межах від 0,5 мм до 3,0 мм, в оптимальному варіанті 1,0 мм. З'єднувальний патч 130 має довжину Ірі у межах від 1,5 мм до 2,5 мм, в оптимальному варіанті 1,9 мм, та ширину мрі у межах від 0,5 мм до 1,2 мм, в оптимальному варіанті 0,8 мм. Випромінювальний патч 120 мас довжину Ір у межах від 4,0 мм до 5,0 мм, в оптимальному варіанті 2,7 мм, та ширину жр у межах від 2,0 мм до 3,0 мм, в оптимальному варіанті 4,5 мм. Випромінювальний патч 120 та з'єднувальний патч 130 є відокремленими один від одного на відстань о, яка становить від 0,4 мм до 0,5 мм, в оптимальному варіанті 0,45 мм. Крім того, передбачено опору на задній стороні шару діелектрика 160. В оптимальному варіанті опора є мідною пластиною з шириною у межах від 0,4 мм до 0,6 мм, в оптимальному варіанті 0,5 мм. Металева опора з одного боку тримає діелектричну підкладку 110, а з іншого боку - забезпечує належне заземлення під час установлення.
Фіг. 5 показує розріз мікросмужкової антени уздовж напрямку, показаного на Фіг. 1 згідно з варіантом втілення винаходу. Як показано на Фіг. 5, металева опора 140 розташовується на краю нижньої поверхні діелектричної підкладки і простягається донизу (у правий бік, як показано на розрізі з Фіг. 5).
Фіг. 6 показує графік коефіцієнта стоячої хвилі за напругою мікросмужкової антени згідно з варіантом втілення винаходу. Як показано на Фіг. 6, антена з КСХН «2 має діапазон частот за імпедансом 10 ГТц (23 ГГц - 33 ГГц), середню частоту 28 ГГц та коефіцієнт прямокутності 35,7 Ую, що задовольняє вимогам до ультраширокосмугової антени. Фіг. 7 показує графік спрямованості мікросмужкової антени при 28 ГГц згідно з варіантом втілення винаходу, де суцільна лінія та пунктирна лінія позначають Рпі-0" та Рпі-90", відповідно. Як можна побачити з
Фіг. 7, головна пелюстка антени є спрямованою у напрямку просто над випромінювальною поверхнею, що відповідає вимогам застосування.
Хоча вище описується антена з конкретними параметрами, очевидним є те, що спеціаліст у даній галузі зможе відповідним чином змінити параметри таким чином, щоб змінити середню частоту та коефіцієнт прямокутності.
Конструкцію окремої мікросмужкової антени було описано вище. Спеціалісти у даній галузі зможуть створити антенну решітку з застосуванням антени. Фіг. 8 показує графік антенної решітки згідно з іншим варіантом втілення винаходу. Як показано на Фіг. 8, антенна решітка може функціонувати як передавальна антена або приймальна антена. У деяких варіантах втілення антенна решітка може включати множину широкосмугових мікросмужкових антен, як показано на Фіг. 1, які є розташованими в лінію. В інших варіантах втілення одна металева опора може бути передбачена для багатьох мікросмужкових антен.
У деяких варіантах втілення забезпечується багатоелементна антена, яка включає діелектричну підкладку прямокутної форми, і множина випромінювальних патчів та множина з'єднувальних патчів розташовуються на верхній поверхні діелектричної підкладки відповідно одне до одного. Наприклад, множина випромінювальних патчів розташовується з інтервалами по довжині діелектричної підкладки й утворених на верхній поверхні діелектричної підкладки.
Множина з'єднувальних патчів розташовується відповідно до множини випромінювальних патчів. Кожен зі з'єднувальних патчів є утвореним на верхній поверхні діелектричної підкладки і простягається від сторони діелектричної підкладки до позиції від відповідного випромінювального патча на певну відстань. Багатоелементна антена також включає металеву опору, яка розташовується на нижній поверхні діелектричної підкладки й проходить від краю нижньої поверхні діелектричної підкладки донизу до землі, шар повітря, що має задану товщину і утворюється між нижньою поверхнею діелектричної підкладки та землею. У такий спосіб утворюється антенна решітка з множини широкосмугових мікросмужкових антен.
Ізоляція між передавальною антеною та приймальною антеною є важливим параметром у системі зв'язку. Якщо ізоляція є низькою, перехідна перешкода від передачі сигналів до прийому сигналів має велику потужність сигналу, в результаті чого якість зв'язку стає відносно низькою. Як правило, ізоляція антени означає співвідношення сигналу, прийнятого антеною від іншої антени, до сигналу, переданого іншою антеною.
Для поліпшення ізоляції може бути передбачений бар'єр на шляху електромагнітного зв'язку
Зо між передавальною антеною та приймальною антеною для блокування ефекту електромагнітного зв'язку. В альтернативному варіанті може застосовуватися дуплексна приймально-передавальна антена, в якій для передачі та прийому застосовується ортогональна лінійна поляризація та ортогональна кругова поляризація, відповідно. Крім того, існує можливість забезпечення додаткової лінії зв'язку між передавальною антеною та приймальною антеною для нейтралізації первісних сигналів зв'язку.
У деяких варіантах втілення рупорний випромінювач хвилеводу може бути сконструйований відповідно до описаної вище мікросмужкової антенної системи міліметрового діапазону хвиль для поліпшення ізоляції між передавальною антеною та приймальною антеною при збереженні широкої смуги та спрямованості передавальної антени та приймальної антени.
У деяких варіантах втілення кожна антена антенної решітки розширює смугу шляхом додавання шару повітря та застосування електромагнітного зв'язку, як описано вище, і застосовує мікросмужковий фідер 50 Ом. Уся система використовує антенну решітку в одному розмірі. Міжцентрова відстань антен перебуває у межах від 8,0 мм до 15,0 мм, в оптимальному варіанті 10,4 мм. Відносну позицію передавальної антени та приймальної антени показано на
Фіг. 8. Вертикальна відстань між передавальною антеною та приймальною антеною становить у межах від 20 мм до 40 мм, в оптимальному варіанті 30 мм. Горизонтальне зміщення передавальної антени та приймальної антени становить у межах від 4,0 мм до 6,0 мм, в оптимальному варіанті 5,2 мм. Антенна решітка функціонує як одиночна антена на прийом і одиночна антена не передачу.
Мікросмужкова антена в антенній решітці може бути сконструйована згідно з варіантом втілення, показаним на Фіг. 1. Рупорний випромінювач, який відповідає антенній решітці, включає хвилевід прямокутної форми та рупори. Наприклад, у деяких варіантах втілення рупор випромінювача складається з фрагмента прямокутного хвилеводу та рупорів. Прямокутний хвилевід має розмір, ідентичний розмірові патча відповідної мікросмужкової антени.
Як показано на Фігурах 9 та 10, у деяких варіантах втілення забезпечується комплект рупора хвилеводу. Прямокутну металеву пластину 211 обробляють таким чином, щоб вона мала розріз, який складається з множини прямокутних отворів, розташованих уздовж прямокутної металевої пластини 211. Нижня частина кожного отвору є утвореною як прямокутний хвилевід 214, а верхня частина кожного отвору є утвореною як рупор 213. Паз 212, який простягається у 60 напрямку, уздовж якого розташовується множина отворів, і має задану глибину, є утвореним з двох сторін отворів на верхній поверхні прямокутної металевої пластини. Наприклад, рупор має висоту у межах від 10 мм до 14 мм, в оптимальному варіанті 13 мм. Рупор має ширину, яка відповідає ширині хвилеводу, та довжину у межах від 9 мм до 12 мм, в оптимальному варіанті 11 мм. Два відрізки металевої стрічки по 2 мм завширшки передбачено з двох сторін рупорної решітки, де металеві стрічки розташовуються симетрично, що робить діаграму спрямованості антени з доданим рупором хвилеводу симетричною.
Крім того, кілька нарізних отворів (не показаних) утворено у пазі 212 для з'єднання комплекту рупора хвилеводу з антенною решіткою. У деяких варіантах втілення паз 212 має ширину у межах від 3,0 мм до 5,0 мм, в оптимальному варіанті 4 мм, та глибину у межах від 8,0 мм до 12,0 мм, в оптимальному варіанті 10 мм.
Фігури 11 та 12 показують графік коефіцієнта стоячої хвилі за напругою та графік спрямованості приймально-передавальної антени, відповідно. Фігури 13 та 14 показують ізоляцію багатоелементної антени без рупорної решітки та ізоляцію багатоелементної антени з рупорною решіткою. Як можна побачити на Фігурах 11 та 12, антена з рупорною решіткою зберігає переваги широкої смуги, сфокусованої головної пелюстки та малого розміру, діапазон частот нижчий за КСХН «2, становить 22,8 ГГц - 30,5 ГТЦц, і коефіцієнт прямокутності може досягати 28,9 95. Як можна побачити з порівняння на Фігурах 13 та 14, комплект рупора хвилеводу посилює ізоляцію на 5-10 дб. В цілому нова рупорна решітка дозволяє досягти мети посилення ізоляції.
Як можна побачити, мікросмужкова антена згідно з варіантами втілення має перевагу, яка полягає в тому, що вона має малий розмір, що забезпечує можливість легкої інтеграції. Крім того, у варіанті втілення, в якому мікросмужкова антена є поєднаною з рупорним випромінювачем хвилеводу, існує можливість підтримання належних властивостей антени стосовно діапазону частот та спрямованості при посиленні ізоляції між передавальною антеною та приймальною антеною у системі.
Хоча даний винахід було описано з посиланням на кілька варіантів втілення, для спеціалістів у даній галузі є очевидним, що терміни вжито для ілюстрації та пояснення, але не для обмеження обсягу винаходу. Даний винахід може бути практично втілений у різних формах без відхилення від обсягу винаходу. Слід розуміти, що варіанти втілення не обмежуються будь-
Зо якими описаними вище деталями і можуть широко тлумачитись у межах обсягу, який визначається супровідною формулою винаходу. Таким чином, модифікації та альтернативні варіанти, які охоплюються обсягом формули винаходу та її еквівалентів, також охоплюються обсягом даного винаходу, визначеним супровідною формулою винаходу.
Claims (6)
1. Антенна система, яка містить: антенну решітку, яка включає: діелектричну підкладку прямокутної форми, 40 множину випромінювальних патчів, розташованих з інтервалами по довжині діелектричної підкладки й утворених на верхній поверхні діелектричної підкладки, множину з'єднувальних патчів, розташованих відповідно до множини випромінювальних патчів, кожен з яких є утвореним на верхній поверхні діелектричної підкладки й простягається від сторони діелектричної підкладки до позиції, віддаленої від відповідного випромінювального 45 патча на певну відстань, та металеву опору, яка розташована на нижній поверхні діелектричної підкладки й простягається від краю нижньої поверхні діелектричної підкладки донизу до землі, шар повітря, що має задану товщину, утворений між діелектричною підкладкою і землею, та комплект рупорного хвилеводу, який включає: 50 прямокутну металеву пластину, оброблену таким чином, щоб вона мала переріз, який складається з множини прямокутних отворів, розташованих в напрямку уздовж прямокутної металевої пластини, причому нижня частина кожного отвору є утвореною як прямокутний хвилевід, а верхня частина кожного отвору є утвореною як рупор, та два пази, які простягаються у напрямку, уздовж якого розташована множина отворів, і які мають 55 задану глибину, причому один паз утворений з однієї сторони отворів на верхній поверхні прямокутної металевої пластини, а інший паз утворений з іншої сторони отворів на верхній поверхні прямокутної металевої пластини, причому відповідні прямокутні хвилеводи комплекту рупорного хвилеводу мають однаковий розмір з випромінювальними патчами, і кожен з прямокутних хвилеводів з'єднаний з 60 відповідним випромінювальним патчем.
2. Антенна система за п. 1, яка відрізняється тим, що шар повітря має товщину у межах від 0,5 мм до 3,0 мм.
3. Антенна система за п. 1, яка відрізняється тим, що металева опора є мідною пластиною, розташованою на обох сторонах діелектричної підкладки.
4. Антенна система за п. 3, яка відрізняється тим, що мідна пластина має ширину у межах від 0,4 мм до 0,6 мм.
5. Антенна система за п. 1, яка відрізняється тим, що у пазі утворено множину нарізних отворів для з'єднання комплекту рупорного хвилеводу з антенною системою.
6. Антенна система за п. 1, яка відрізняється тим, що паз має ширину у межах від 3,0 мм до 5,0 мм і глибину у межах від 8,0 мм до 12,0 мм. ; їх і її є ж ше в у і | ЖУР Уи их ! ої Ки кий ! х й Й Да й Я ШЕ я І ят-О ж ШИ ния с ши ши дд : : я. і р чне, 1 ВУ ! їх і її Фіг
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310356880.1A CN104377450B (zh) | 2013-08-15 | 2013-08-15 | 波导喇叭阵列及其方法和天线系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA112208C2 true UA112208C2 (uk) | 2016-08-10 |
Family
ID=50391077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201406374A UA112208C2 (uk) | 2013-08-15 | 2014-06-10 | Комплекти рупорного хвилеводу, способи їх створення та антенні системи |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9478864B2 (uk) |
| EP (1) | EP2838160B1 (uk) |
| JP (1) | JP5866409B2 (uk) |
| CN (1) | CN104377450B (uk) |
| BR (1) | BR102014014945B1 (uk) |
| GB (1) | GB2517260A (uk) |
| HK (1) | HK1204154A1 (uk) |
| PL (1) | PL2838160T3 (uk) |
| RU (1) | RU2589488C2 (uk) |
| UA (1) | UA112208C2 (uk) |
| WO (1) | WO2015021768A1 (uk) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8862524B2 (en) * | 2012-08-01 | 2014-10-14 | Yahoo! Inc. | System and method for identifying abusive account registration |
| DE102017112552A1 (de) * | 2017-06-07 | 2018-12-13 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Antenne mit mehreren einzelstrahlern |
| CN109509983A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-22 | 安徽站乾科技有限公司 | 一种矩形喇叭阵列天线 |
| RU195879U1 (ru) * | 2019-11-27 | 2020-02-07 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Модуль волноводно-рупорных излучателей |
| RU2723980C1 (ru) * | 2019-12-06 | 2020-06-18 | Публичное акционерное общество "Радиофизика" | Рупорный излучатель для антенных решеток с круговой поляризацией |
| CN112134031B (zh) * | 2020-08-18 | 2021-09-21 | 欧必翼太赫兹科技(北京)有限公司 | 收发天线阵列设备及其设计方法 |
| CN112382856B (zh) * | 2020-10-21 | 2023-05-05 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种低成本宽带毫米波阵列天线 |
| CN112768881B (zh) * | 2020-11-27 | 2022-06-24 | 南京理工大学 | 机载低剖面超高频平板阵列天线 |
| CN112768916B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-06-10 | 中山大学 | 一种1×8宽带波束固定行波天线 |
| US20220311131A1 (en) * | 2021-03-29 | 2022-09-29 | M2SL Corporation | Communication system with portable interface mechanism and method of operation thereof |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE508373A (uk) * | 1951-01-12 | |||
| GB2058468B (en) * | 1979-08-23 | 1983-10-12 | Marconi Co Ltd | Dual frequency aerial feed arrangement |
| FR2596585B1 (fr) * | 1986-03-26 | 1988-09-16 | Alcatel Thomson Faisceaux | Antenne reseau sur circuit imprime |
| GB8619680D0 (en) * | 1986-08-13 | 1986-09-24 | Collins J L F C | Flat plate array |
| AU3417289A (en) * | 1988-03-30 | 1989-10-16 | British Satellite Broadcasting Limited | Flat plate array antenna |
| JPH02214303A (ja) * | 1989-02-15 | 1990-08-27 | Sharp Corp | 平面アンテナ |
| GB2265258B (en) * | 1992-03-11 | 1995-09-27 | Siemens Plessey Electronic | Antenna array incorporating a choke |
| US6181290B1 (en) * | 1999-10-20 | 2001-01-30 | Beltran, Inc. | Scanning antenna with ferrite control |
| JP2001308620A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-11-02 | Murata Mfg Co Ltd | アンテナ装置及び無線通信モジュ−ル |
| RU2246156C1 (ru) * | 2003-08-18 | 2005-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" | Волноводно-щелевая антенная решетка |
| EP1696509B1 (en) * | 2003-12-18 | 2009-10-28 | Fujitsu Limited | Antenna device, radio reception device, and radio transmission device |
| JP4511406B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-07-28 | 株式会社デンソー | 空中線装置 |
| CN1885616A (zh) * | 2005-06-23 | 2006-12-27 | 北京海域天华通讯设备有限公司 | 高增益波导喇叭阵列平板天线 |
| JP4822262B2 (ja) * | 2006-01-23 | 2011-11-24 | 沖電気工業株式会社 | 円形導波管アンテナ及び円形導波管アレーアンテナ |
| US7852270B2 (en) * | 2007-09-07 | 2010-12-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Wireless communication device |
| US20090066598A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Tyco Electronics Corporation And M/A-Com, Inc. | Modular waveguide feed horn |
| JP2009088861A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Kyocera Corp | ホーンアレイアンテナおよび給電路 |
| WO2012100885A1 (en) * | 2011-01-25 | 2012-08-02 | Sony Corporation | Optically controlled microwave antenna |
| CN202373697U (zh) * | 2011-10-30 | 2012-08-08 | 北京无线电计量测试研究所 | 用于毫米波成像人体安检系统的超宽带角锥喇叭天线阵列 |
| CN202513285U (zh) * | 2012-01-18 | 2012-10-31 | 华南理工大学 | 一种加载零阶谐振器的多极化微带贴片天线 |
| CN102891376A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-01-23 | 四川九洲空管科技有限责任公司 | 一种毫米波圆极化平板裂缝阵天线 |
| CN203377377U (zh) * | 2013-08-15 | 2014-01-01 | 清华大学 | 波导喇叭阵列和天线系统 |
| CN203386904U (zh) * | 2013-08-15 | 2014-01-08 | 同方威视技术股份有限公司 | 宽带微带天线和天线阵列 |
-
2013
- 2013-08-15 CN CN201310356880.1A patent/CN104377450B/zh active Active
-
2014
- 2014-02-25 WO PCT/CN2014/072484 patent/WO2015021768A1/zh active Application Filing
- 2014-03-31 EP EP14162771.1A patent/EP2838160B1/en active Active
- 2014-03-31 PL PL14162771T patent/PL2838160T3/pl unknown
- 2014-05-22 US US14/284,642 patent/US9478864B2/en active Active
- 2014-05-29 JP JP2014111037A patent/JP5866409B2/ja active Active
- 2014-06-10 UA UAA201406374A patent/UA112208C2/uk unknown
- 2014-06-11 GB GB1410394.9A patent/GB2517260A/en not_active Withdrawn
- 2014-06-18 BR BR102014014945-7A patent/BR102014014945B1/pt active IP Right Grant
- 2014-06-19 RU RU2014124980/28A patent/RU2589488C2/ru active
-
2015
- 2015-05-14 HK HK15104554.3A patent/HK1204154A1/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2838160B1 (en) | 2016-07-27 |
| US20150048984A1 (en) | 2015-02-19 |
| RU2589488C2 (ru) | 2016-07-10 |
| RU2014124980A (ru) | 2015-12-27 |
| US9478864B2 (en) | 2016-10-25 |
| CN104377450A (zh) | 2015-02-25 |
| BR102014014945A2 (pt) | 2015-10-06 |
| EP2838160A1 (en) | 2015-02-18 |
| BR102014014945B1 (pt) | 2022-01-18 |
| HK1204154A1 (en) | 2015-11-06 |
| GB201410394D0 (en) | 2014-07-23 |
| CN104377450B (zh) | 2016-12-28 |
| GB2517260A (en) | 2015-02-18 |
| JP5866409B2 (ja) | 2016-02-17 |
| JP2015037319A (ja) | 2015-02-23 |
| PL2838160T3 (pl) | 2017-02-28 |
| WO2015021768A1 (zh) | 2015-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10218082B2 (en) | Wideband microstrip antennas and antenna arrays | |
| UA112208C2 (uk) | Комплекти рупорного хвилеводу, способи їх створення та антенні системи | |
| US8269682B2 (en) | Multi-loop antenna module with wide beamwidth | |
| US10910732B2 (en) | Collocated end-fire antenna and low-frequency antenna systems, devices, and methods | |
| CN111052504A (zh) | 毫米波天线阵元、阵列天线及通信产品 | |
| US20120169552A1 (en) | Hybrid multi-antenna system and wireless communication apparatus using the same | |
| Kathuria et al. | Dual-band printed slot antenna for the 5G wireless communication network | |
| US10658743B2 (en) | Antenna array assembly | |
| US20130328733A1 (en) | Waveguide or slot radiator for wide e-plane radiation pattern beamwidth with additional structures for dual polarized operation and beamwidth control | |
| CN110676576B (zh) | 双极化微带天线 | |
| WO2019090927A1 (zh) | 天线单元及天线阵列 | |
| Kumar et al. | Design and performance evaluation of a dual-band antenna for the 5G mobile communication | |
| CN203377377U (zh) | 波导喇叭阵列和天线系统 | |
| CN113078469A (zh) | 一种用于卫星通信的Ku波段双频双极化天线 | |
| CN206116613U (zh) | 一种嵌入式宽带双极化天线 | |
| CN203386904U (zh) | 宽带微带天线和天线阵列 | |
| CN107394391B (zh) | 一种宽带方向图分集贴片天线 | |
| Tangwachirapan et al. | Antipodal vivaldi antenna with non-uniform corrugation for breast cancer detection | |
| CA2596025A1 (en) | A microstrip double sided monopole yagi-uda antenna with application in sector antennas | |
| Ullah et al. | A wideband CPW-fed stepped monopole slot antenna for 5G communications | |
| Vinutha et al. | Design and Implementation of Dual Band Microstrip Yagi-Uda Array |