RU2400876C1 - Printed antenna - Google Patents
Printed antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2400876C1 RU2400876C1 RU2009140342/07A RU2009140342A RU2400876C1 RU 2400876 C1 RU2400876 C1 RU 2400876C1 RU 2009140342/07 A RU2009140342/07 A RU 2009140342/07A RU 2009140342 A RU2009140342 A RU 2009140342A RU 2400876 C1 RU2400876 C1 RU 2400876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- printed antenna
- antenna according
- signal
- region
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
- H01Q13/085—Slot-line radiating ends
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к сверхширокополосным антеннам СВЧ-диапазона, и может найти применение как субантенна в составе фазированных антенных решеток, в метрологических задачах, в системах связи, радиодефектоскопии, в задачах радиомониторинга, в задачах электромагнитной совместимости.The invention relates to the field of radio engineering, in particular to ultra-wideband microwave antennas, and can find application as a subantenna in phased array antennas, in metrological tasks, in communication systems, radio fault detection, in problems of radio monitoring, in problems of electromagnetic compatibility.
Известна широкополосная печатная антенна (патент GB №1601441, МПК H01Q 13/20, опубл. 28.10.1981 г.), которая выполнена на диэлектрической подложке на основе печатной симметричной щелевой линии, экспоненциально расширяющейся от входной линии передачи к раскрыву антенны. Переход с симметричной щелевой линии на коаксиальный соединитель осуществляется через микрополосковую линию, установленную ортогонально по отношению к симметричной щелевой линии и расположенную на другой стороне диэлектрической подложки.Known broadband printed antenna (patent GB No. 1601441, IPC
Недостатком такой печатной антенны является незначительная широкополосность за счет перехода с симметричной щелевой линии на микрополосковую линию, высокий уровень кросполяризационной составляющей электрического поля.The disadvantage of such a printed antenna is a slight broadband due to the transition from a symmetrical slot line to a microstrip line, and a high level of cross-polarization component of the electric field.
Наиболее близким техническим решением, взятым нами за прототип, является сверхширокополосная печатная антенна (патент US №5278575, МПК H01Q 9/28, опубл. 11.01.1994 г.), выполненная на основе антиподальной щелевой линии (АПЩЛ). Апертура антенны образована отрезком печатной АПЩЛ без перекрытия и содержит две одинаковые металлические пластины, расположенные на разных сторонах диэлектрической подложки. В излучающей части печатной антенны металлические пластины АПЩЛ выполнены экспоненциально расширяющимися по внутренней боковой кромке от точки нулевого перекрытия до максимального раскрыва апертуры. Сигнальный полосковый проводник отрезка микрополосковой линии торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке одной металлической пластины АПЩЛ в области нулевого перекрытия, а его земляная плоскость гальванически соединена с торцевой боковой кромкой другой металлической пластины АПЩЛ в области нулевого перекрытия.The closest technical solution, taken by us as a prototype, is an ultra-wideband printed antenna (US patent No. 5278575, IPC
Недостатками известного технического решения являются невысокий уровень кросполяризационной составляющей электрического поля, большие размеры максимального раскрыва апертуры в низкочастотной области рабочего диапазона частот, высокий уровень боковых лепестков, значительный уровень фона.The disadvantages of the known technical solutions are the low level of the cross-polarization component of the electric field, the large dimensions of the maximum aperture in the low-frequency region of the working frequency range, the high level of the side lobes, a significant background level.
Технической задачей данного изобретения является создание сверхширокополосной печатной антенны с низким уровнем кросполяризационной составляющей электрического поля, с низким уровнем боковых лепестков, с низким уровнем фона.An object of the present invention is to provide an ultra-wideband printed antenna with a low level of cross-polarization component of the electric field, with a low level of side lobes, with a low background level.
Поставленная задача решается тем, что в печатную антенну, содержащую отрезок АПЩЛ, расположенный на диэлектрической подложке, и отрезок сигнальной полосковой линии, апертура которой образована отрезком АПЩЛ без перекрытия на интервале от области нулевого перекрытия до области максимального раскрыва, одинаковые сигнальная и земляная металлические пластины, ее образующие, выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия до области максимального раскрыва апертуры, отрезок сигнальной полосковой линии размещен на одной поверхности диэлектрической подложки и торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке сигнальной металлической пластины в области нулевого перекрытия сигнальной и земляной металлических пластин, а земляная плоскость отрезка сигнальной полосковой линии размещена на другой, противолежащей, поверхности диэлектрической подложки в области нулевого перекрытия отрезка АПЩЛ и гальванически соединена с торцевой боковой кромкой земляной металлической пластины, согласно предложенному решению введен отрезок дополнительной АПЩЛ без перекрытия, первая и вторая металлические пластины которого идентичны сигнальной и земляной металлическим пластинам отрезка АПЩЛ без перекрытия соответственно, причем первая металлическая пластина отрезка дополнительной АПЩЛ расположена на одной поверхности диэлектрической подложки с сигнальной металлической пластиной, а вторая металлическая пластина отрезка дополнительной АПЩЛ расположена на одной поверхности диэлектрической подложки с земляной металлической пластиной, при этом отрезок дополнительной АПЩЛ без перекрытия не имеет области нулевого перекрытия, причем в области апертуры антенны первая металлическая пластина гальванически соединена металлическими перемычками с земляной металлической пластиной, а вторая металлическая пластина гальванически соединена металлическими перемычками с сигнальной металлической пластиной.The problem is solved by the fact that the same signal and earth metal plates are placed in a printed antenna containing a segment of the ASCHL located on a dielectric substrate and a segment of a signal strip line whose aperture is formed by a segment of ASCHL without overlapping in the interval from the region of zero overlap to the region of maximum aperture. its generators are made tapering along the inner lateral edge from the region of zero overlap to the region of maximum aperture aperture, a segment of the signal strip line is placed on one surface of the dielectric substrate and end-face is galvanically connected to the inner side edge of the signal metal plate in the region of zero overlap of the signal and earth metal plates, and the earth plane of the signal strip line segment is placed on the other, opposite, surface of the dielectric substrate in the region of zero overlap of the APSCL segment and galvanically connected to the end lateral edge of the earthen metal plate, according to the proposed solution, a segment d APSCHL without overlapping, the first and second metal plates of which are identical to the signal and ground metal plates of the APSCHL segment without overlapping, respectively, with the first metal plate of the additional APSCHL segment located on one surface of the dielectric substrate with the signal metal plate, and the second metal plate of the additional APSCHL segment located on one surface of the dielectric substrate with an earthen metal plate, with a segment of additional A SCHL without overlap has zero overlap area, wherein the aperture in the first metal plate of the antenna are electrically connected by metal bridges with the ground metal plate and the second metal plate is electrically connected with the metal bridges signal metal plate.
Печатная антенна может быть выполнена с установкой металлических перемычек между сигнальной и земляной металлическими пластинами и первой и второй металлическими пластинами по внутренней боковой кромке, по внешней боковой кромке или одновременно по внутренней и внешней боковой кромке.The printed antenna can be made with the installation of metal jumpers between the signal and ground metal plates and the first and second metal plates along the inner lateral edge, along the outer lateral edge, or simultaneously along the inner and outer lateral edges.
В печатной антенне торцевая боковая кромка первой и второй металлических пластин со стороны области нулевого пересечения отрезка АПЩЛ может быть выполнена линейной формы и по отношению к продольной оси симметрии отрезка дополнительной АПЩЛ ориентирована перпендикулярно ей или под углом или может быть выполнена нелинейной формы и, соответственно, описываться нелинейной функцией.In a printed antenna, the end lateral edge of the first and second metal plates from the side of the zero-intersection region of the ACL segment can be linear in shape and oriented perpendicular to it or at an angle with respect to the longitudinal axis of symmetry of the ACL segment, or can be made non-linear in shape and, accordingly, described nonlinear function.
Печатная антенна может быть выполнена с шириной диэлектрической подложки, равной ширине максимального раскрыва апертуры, или с шириной, большей ширины максимального раскрыва апертуры.The printed antenna can be made with a width of the dielectric substrate equal to the width of the maximum aperture opening, or with a width greater than the width of the maximum aperture opening.
Печатная антенна может быть выполнена с относительной диэлектрической проницаемостью диэлектрической подложки в области апертуры антенны, равной единице.The printed antenna can be made with a relative dielectric constant of the dielectric substrate in the area of the antenna aperture equal to unity.
Печатная антенна может быть выполнена с относительной диэлектрической проницаемостью диэлектрической подложки в области апертуры антенны с большей или меньшей относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки.The printed antenna can be made with a relative permittivity of the dielectric substrate in the aperture region of the antenna with a greater or lesser relative permittivity of the dielectric substrate.
Печатная антенна может быть выполнена с двумя одинаковыми диэлектрическими пластинами, которые установлены с одной и другой стороны диэлектрической подложки.The printed antenna can be made with two identical dielectric plates, which are installed on one and the other side of the dielectric substrate.
Диэлектрические пластины могут быть выполнены с длиной и шириной, равной длине и ширине диэлектрической подложки, и установлены симметрично на одну и другую ее поверхности.Dielectric plates can be made with a length and width equal to the length and width of the dielectric substrate, and mounted symmetrically on one and the other of its surface.
Диэлектрические пластины могут быть выполнены с относительной диэлектрической проницаемостью, равной относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки.The dielectric plate can be made with a relative permittivity equal to the relative permittivity of the dielectric substrate.
Кроме того, диэлектрические пластины могут быть выполнены с относительной диэлектрической проницаемостью больше или меньше относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки.In addition, the dielectric plate can be made with a relative dielectric constant greater or less than the relative dielectric constant of the dielectric substrate.
Печатная антенна может быть выполнена с нагрузочным импедансным шлейфом, установленным в плоскости сигнальной металлической пластины и подключенным гальванически или элекгромагнитно к торцевой боковой кромке сигнальной металлической пластины.The printed antenna can be made with a load impedance loop installed in the plane of the signal metal plate and connected galvanically or electromagnetically to the end side edge of the signal metal plate.
Установка нагрузочного импедансного шлейфа позволяет обеспечить высокий уровень согласования с низким уровнем неравномерности в диапазоне частот.The installation of a load impedance loop allows for a high level of matching with a low level of unevenness in the frequency range.
Печатная антенна может быть выполнена с импедансным контррефлектором, установленным в плоскости сигнальной металлической пластины и отделенным зазором от торцевой боковой кромки сигнальной металлической пластины.The printed antenna can be made with an impedance counterreflector mounted in the plane of the signal metal plate and separated by a gap from the end side edge of the signal metal plate.
Импедансный контррефлектор может использоваться в сочетании с нагрузочным импедансным шлейфом.The impedance counterreflector can be used in combination with a load impedance loop.
Импедансный контррефлектор позволяет уменьшить уровень обратного излучения и обеспечить низкий уровень фона.The impedance counterreflector reduces the level of back radiation and ensures a low background level.
Печатная антенна может быть выполнена с сужением сигнальной, земляной, первой и второй металлических пластин по внутренней боковой кромке в области апертуры, закон сужения металлических пластин может описываться линейной или нелинейной функцией.The printed antenna can be made with the narrowing of the signal, ground, first and second metal plates along the inner lateral edge in the aperture region, the law of narrowing of the metal plates can be described by a linear or non-linear function.
Сужение сигнальной, земляной, первой и второй металлических пластин по внутренней боковой кромке в области апертуры может быть выполнено в виде набора кусочно-линейных и кусочно-нелинейных отрезков, описываемых соответствующей функцией и плавно переходящих один в другой.The narrowing of the signal, earthen, first and second metal plates along the inner lateral edge in the aperture region can be made in the form of a set of piecewise linear and piecewise nonlinear segments described by the corresponding function and smoothly passing one into another.
Печатная антенна может быть выполнена с сужением или расширением сигнальной, земляной металлических пластин, первой и второй металлических пластин по внешней боковой кромке в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области нулевого перекрытия отрезка АПЩЛ, причем закон сужения или расширения их описывается линейной или нелинейной функцией.The printed antenna can be made with the narrowing or expansion of the signal, ground metal plates, the first and second metal plates along the outer lateral edge in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of zero overlap of the APSCL segment, and the law of narrowing or expanding them is described by a linear or nonlinear function.
Печатная антенна может быть выполнена с введением двух одинаковых осесимметричных металлических импедансных пластин, которые установлены со стороны внешних боковых кромок сигнальной, земляной, первой и второй металлических пластин соответственно перпендикулярно плоскости диэлектрической подложки и симметрично относительно этой плоскости, при этом сигнальная и земляная металлические пластины, и первая и вторая металлические пластины контактным элементом гальванически соединены с соответствующей металлической импедансной пластиной.The printed antenna can be made by introducing two identical axisymmetric metal impedance plates that are mounted on the side of the outer side edges of the signal, ground, first and second metal plates, respectively, perpendicular to the plane of the dielectric substrate and symmetrically with respect to this plane, while the signal and ground metal plates, and the first and second metal plates by a contact element are galvanically connected to the corresponding metal impedance plate oh.
Осесимметричные металлические импедансные пластины на отрезке от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры могут быть выполнены одинаковой ширины, например, в форме прямоугольника.Axisymmetric metal impedance plates at a distance from the region of maximum aperture opening to the region of minimum aperture opening can be made of the same width, for example, in the form of a rectangle.
Осесимметричные металлические импедансные пластины на отрезке от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры могут быть выполнены увеличивающейся или уменьшающейся ширины, причем увеличение или уменьшение ширины описывается линейной или нелинейной функцией.Axisymmetric metal impedance plates in the interval from the region of maximum aperture opening to the region of minimum aperture opening can be made of increasing or decreasing width, wherein increasing or decreasing the width is described by a linear or nonlinear function.
Контактный элемент может быть выполнен в виде металлического стержня круглого или прямоугольного профиля и может быть установлен как в области максимального раскрыва апертуры, так и в любом месте внешней боковой кромки металлических пластин на отрезке, соответствующем длине первой и второй металлических пластин. Также контактный элемент может быть выполнен, например, в виде полупроводникового элемента с регулируемой электрическим путем емкостью или, например, в виде катушки индуктивности в объемном или печатном исполнении.The contact element can be made in the form of a metal rod of a round or rectangular profile and can be installed both in the region of maximum aperture opening and anywhere in the outer lateral edge of metal plates on a segment corresponding to the length of the first and second metal plates. Also, the contact element can be made, for example, in the form of a semiconductor element with an electrically adjustable capacitance or, for example, in the form of an inductor in a volume or printed version.
Контактный элемент может быть выполнен в виде протяженного ленточного проводника как в печатном, так и в объемном исполнении и установлен по внешней боковой кромке металлических пластин на отрезке, соответствующем длине первой и второй металлических пластин. Длина ленточного проводника равна или меньше длины внешней боковой кромки первой или второй металлических пластин.The contact element can be made in the form of an extended ribbon conductor both in print and in volumetric design and mounted on the outer lateral edge of the metal plates on a segment corresponding to the length of the first and second metal plates. The length of the tape conductor is equal to or less than the length of the outer side edge of the first or second metal plates.
Печатная антенна может быть выполнена с установкой двух Е-плоскостных металлических экранов, расположенных с каждой стороны внешней поверхности металлических пластин АПЩЛ соответственно.The printed antenna can be made with the installation of two E-planar metal screens located on each side of the outer surface of the metal plates of the APSCHL, respectively.
Е-плоскостные металлические экраны могут быть гальванически соединены между собой короткозамыкателями, которые могут быть выполнены в виде металлических ленточных или цилиндрических проводников.E-plane metal screens can be galvanically interconnected by short circuits, which can be made in the form of metal tape or cylindrical conductors.
Печатная антенна может быть выполнена с установкой двух Н-плоскостных металлических экранов, расположенных перпендикулярно металлическим пластинам АПЩЛ со стороны внешних боковых кромок соответственно.The printed antenna can be made with the installation of two H-planar metal screens located perpendicular to the metal plates of the APSCHL from the side of the outer side edges, respectively.
Печатная антенна может быть выполнена с установкой металлического рефлектора, расположенного с торцевой стороны диэлектрической подложки АПЩЛ, противоположной апертуре, и перпендикулярно ей.The printed antenna can be made with the installation of a metal reflector located on the front side of the dielectric substrate APSCHL, opposite the aperture, and perpendicular to it.
Печатная антенна может быть выполнена с установкой диэлектрической подложки с металлическими пластинами АПЩЛ и дополнительной АПЩЛ внутри усеченной прямоугольной металлической пирамиды, торцевая стенка которой выполнена в виде металлической заглушки.A printed antenna can be made with the installation of a dielectric substrate with metal plates APSCHL and an additional APSCHL inside a truncated rectangular metal pyramid, the end wall of which is made in the form of a metal plug.
Кроме того, нелинейная функция может иметь вид:In addition, a nonlinear function may have the form:
у=ax±m/n,y = ax ± m / n ,
где а - коэффициент, задается действительным числом;where a is the coefficient, is given by a real number;
m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем и n>m;m, n are positive integer coprime numbers, moreover, n> m;
х - координата, соответствующая продольной оси симметрии антиподальной щелевой линии.x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of symmetry of the antipodal slit line.
Также нелинейная функция может иметь вид:Also, a nonlinear function can take the form:
y=aebx+cedx,y = ae bx + ce dx ,
где а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительными числами;where a, b, c, d are coefficients, are given by real numbers;
х - координата, соответствующая продольной оси симметрии антиподальной щелевой линии.x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of symmetry of the antipodal slit line.
Выбор функции, описывающей сужение или расширение металлических пластин по внешней боковой кромке и сужение по внутренней боковой кромке позволяет оптимизировать распределение плотности электрического тока по поверхности металлических пластин, что позволяет оптимизировать рабочий диапазон частот антенны, коэффициент усиления, ширину диаграммы направленности, уровень кросполяризационной составляющей электрического поля, уменьшить уровень боковых лепестков.The choice of a function that describes the narrowing or expansion of metal plates along the outer lateral edge and narrowing along the inner lateral edge allows optimizing the distribution of the electric current density over the surface of the metal plates, which makes it possible to optimize the working frequency range of the antenna, gain, radiation pattern width, level of cross-polarization component of the electric field , reduce the level of the side lobes.
На фиг.1 изображена конструкция печатной антенны; на фиг.2 - топология расположения на одной поверхности диэлектрической подложки земляной металлической пластины и второй металлической пластины; на фиг.3 - топология расположения на другой поверхности диэлектрической подложки печатной антенны сигнальной металлической пластины и первой металлической пластины; на фиг.4 - проекция топологии (фиг.3) на топологию (фиг.2); на фиг.5 - проекция топологий (фиг.4) печатной антенны с шириной диэлектрической подложки больше максимального раскрыва апертуры; на фиг.6 - пример выполнения печатной антенны с торцевой боковой кромкой металлических пластин линейной формы, с металлическими перемычками, установленными по внутренней боковой кромке, с линейным законом сужения по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия АПЩЛ до области максимального раскрыва апертуры; на фиг.7 - пример выполнения печатной антенны с торцевой боковой кромкой металлических пластин нелинейной формы, с металлическими перемычками, установленными по внутренней боковой кромке, с законом сужения по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия АПЩЛ до области максимального раскрыва апертуры, состоящего из трех участков: линейного (а), нелинейного (б) и линейного (в); на фиг.8 - пример выполнения печатной антенны с торцевой боковой кромкой металлических пластин с нелинейным законом сужения по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия АПЩЛ до области максимального раскрыва апертуры, с линейным законом расширения по внешней боковой кромке, с металлическими перемычками, установленными по внешней боковой кромке; на фиг.9 - пример выполнения печатной антенны с торцевой боковой кромкой металлических пластин нелинейной формы, с нелинейным законом сужения по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия АПЩЛ до области максимального раскрыва апертуры, с линейным законом сужения по внешней боковой кромке, с металлическими перемычками, установленными по внешней боковой кромке; на фиг.10 - топология печатной антенны (фиг.4) с гальванически подключенным нагрузочным импедансным шлейфом к торцевой боковой кромке сигнальной металлической пластины АПЩЛ; на фиг.11 - примеры выполнения топологии неоднородной электромагнитной связи нагрузочного импедансного шлейфа с торцевой боковой кромкой сигнальной металлической пластины АПЩЛ печатной антенны (фиг.4); на фиг.12 - топология печатной антенны (фиг.4) с установленным импедансным контррефлектором со стороны торцевой боковой кромки сигнальной металлической пластины АПЩЛ; на фиг.13 - примеры выполнения топологии импедансного контррефлектора печатной антенны (фиг.4); на фиг.14 - топология печатной антенны (фиг.4) с гальванически подключенным нагрузочным импедансным шлейфом к торцевой боковой кромке сигнальной металлической пластины АПЩЛ и с установленным импедансным контррефлектором; на фиг.15 - конструкция печатной антенны с установленными осесимметричными металлическими импедансными пластинами прямоугольной формы, соединенными контактными элементами, в виде металлических штырей, с внешней боковой кромкой сигнальной, земляной, первой и второй металлических пластин в области максимального раскрыва апертуры; на фиг.16 - пример подключения осесимметричных металлических импедансных пластин контактными элементами, выполненными в виде металлических штырей, с внешними боковыми кромками металлических пластин АПЩЛ и дополнительной АПЩЛ на отрезке между областью максимального раскрыва апертуры и торцевой боковой кромкой металлических пластин дополнительной АПЩЛ; на фиг.17 - пример подключения осесимметричных металлических импедансных пластин контактными элементами, выполненными в виде металлического ленточного проводника, которые соединены с внешними боковыми кромками металлических аластин на отрезке, соответствующем длине внешней боковой кромки первой и второй металлических пластин, на фиг.18 - пример установки двух Е-плоскостных металлических экранов; на фиг.19 - пример установки короткозамыкателей между двумя Е-плоскостными металлическими экранами печатной антенны; на фиг.20 - пример установки двух Н-плоскостных металлических экранов; на фиг.21 - пример установки металлического рефлектора; на фиг.22 - пример установки диэлектрической подложки внутри усеченной прямоугольной металлической пирамиды печатной антенны.Figure 1 shows the design of a printed antenna; figure 2 - the topology of the location on one surface of the dielectric substrate of the earth metal plate and the second metal plate; figure 3 - topology of the location on the other surface of the dielectric substrate of the printed antenna of the signal metal plate and the first metal plate; figure 4 is a projection of the topology (figure 3) on the topology (figure 2); figure 5 is a projection of the topologies (figure 4) of a printed antenna with a dielectric substrate width greater than the maximum aperture opening; Fig.6 is an example of a printed antenna with an end lateral edge of metal plates of a linear shape, with metal jumpers installed along the inner lateral edge, with a linear law of narrowing along the inner lateral edge from the region of zero overlap of the ASCL to the region of maximum aperture opening; 7 is an example of a printed antenna with an end lateral edge of metal plates of non-linear shape, with metal jumpers installed along the inner lateral edge, with the law of narrowing along the inner lateral edge from the area of zero overlap of the ASCL to the region of maximum aperture opening, consisting of three sections : linear (a), non-linear (b) and linear (c); on Fig - an example of a printed antenna with an end lateral edge of metal plates with a non-linear law of narrowing along the inner lateral edge from the area of zero overlap APSCHL to the area of maximum aperture opening, with a linear law of expansion along the outer lateral edge, with metal jumpers installed on the outer side edge; figure 9 is an example of a printed antenna with an end side edge of metal plates of non-linear shape, with a non-linear law of narrowing along the inner side edge from the area of zero overlap ASCL to the region of maximum aperture opening, with a linear law of narrowing along the outer side edge, with metal jumpers, installed along the outer lateral edge; figure 10 - the topology of the printed antenna (figure 4) with a galvanically connected load impedance loop to the end side edge of the signal metal plate APSCHL; figure 11 - examples of the topology of the heterogeneous electromagnetic coupling of the load impedance loop with the end side edge of the signal metal plate APSCHL printed antenna (figure 4); in Fig.12 - the topology of the printed antenna (Fig.4) with installed impedance counterreflector from the end side of the lateral edge of the signal metal plate APSCHL; in Fig.13 - examples of the topology of the impedance counterreflector of the printed antenna (Fig.4); on Fig - topology of the printed antenna (figure 4) with a galvanically connected load impedance loop to the end side edge of the signal metal plate APSCHL and installed impedance counterreflector; on Fig - design of a printed antenna with mounted axisymmetric rectangular metal impedance plates connected by contact elements in the form of metal pins, with the outer side edge of the signal, ground, first and second metal plates in the area of maximum aperture opening; on Fig - an example of connecting axisymmetric metal impedance plates with contact elements made in the form of metal pins, with the outer side edges of the metal plates APSCHL and additional APSCHL in the interval between the region of maximum aperture opening and the end side edge of metal plates of additional APSCHL; on Fig - an example of connecting axisymmetric metal impedance plates with contact elements made in the form of a metal strip conductor, which are connected to the outer side edges of the metal alastin on the segment corresponding to the length of the outer side edge of the first and second metal plates, Fig.18 is an example installation two E-plane metal screens; on Fig - an example of the installation of short circuits between two E-plane metal screens of the printed antenna; in Fig.20 is an example of the installation of two H-plane metal screens; on Fig - an example of the installation of a metal reflector; on Fig - an example of the installation of a dielectric substrate inside a truncated rectangular metal pyramid of a printed antenna.
Печатная антенна (фиг.1) содержит диэлектрическую подложку 1, на которой на одной поверхности размещен отрезок сигнальный полосковой линии 2. Ширина диэлектрической подложки 1 равна или больше максимального раскрыва апертуры (фиг.4, фиг.5). Апертура печатной антенны образована отрезком АПЩЛ 3 без перекрытия на интервале от области нулевого перекрытия до области максимального раскрыва апертуры антенны, которую образуют одинаковые сигнальная металлическая пластина 4 и земляная металлическая пластина 5, которые выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке 6 от области нулевого перекрытия до области максимального раскрыва апертуры. Отрезок сигнальной полоской линии 2 торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке 6 сигнальной металлической пластины 4 в области нулевого перекрытия сигнальной и земляной металлических пластин 4 и 5, а земляная плоскость 7 отрезка сигнальной полосковой линии 2 размещена на другой, противолежащей, поверхности диэлектрической подложки 1 в области нулевого перекрытия отрезка АПЩЛ 3 и гальванически соединена с торцевой боковой кромкой земляной металлической пластины 5. Отрезок дополнительной АПЩЛ 8 без перекрытия образован первой и второй металлическими пластинами 9 и 10, которые идентичны сигнальной и земляной металлическим пластинам 4 и 5 соответственно. Первая металлическая пластина 9 и сигнальная металлическая пластина 4 расположены на одной поверхности диэлектрической подложки 1, а вторая металлическая пластина 10 и земляная металлическая пластина 5 расположены на другой поверхности диэлектрической подложки 1, при этом отрезок дополнительной АПЩЛ 8 без перекрытия не имеет области нулевого перекрытия. В области апертуры первая металлическая пластина 9 гальванически соединена металлическими перемычками 11 с земляной металлической пластиной 5, а вторая металлическая пластина 10 гальванически соединена металлическими перемычками 11 с сигнальной металлической пластиной 4 по внутренней боковой кромке 6 (фиг.2), или внешней боковой кромке 13 (фиг.4), или по той и другой (фиг.14).The printed antenna (Fig. 1) contains a
Нагрузочный импедансный шлейф 14 может быть подключен к торцевой боковой кромке 15 сигнальной металлической пластины 4 гальванически (фиг.10) или электромагнитно через зазор 16 (фиг.11). Импедансный контррефлектор 17 может быть отделен от торцевой боковой кромки 15 сигнальной металлической пластины 4 зазором 18 (фиг.12, фиг.13).The
Печатная антенна может быть выполнена с металлическими импедансными пластинами 19, которые соединены контактными элементами 20, выполненными в виде металлических штырей, с внешними боковыми кромками 13 сигнальной 4 и земляной 5, первой 9 и второй 10 металлических пластин и подключены, например, в области максимального раскрыва апертуры (фиг.15) или на отрезке, соответствующем длине внешних боковых кромок первой и второй металлических пластин 9, 10 (фиг.16).The printed antenna can be made with
С каждой стороны внешней поверхности металлических пластин АПЩЛ печатной антенны могут быть установлены два Е-плоскостных металлических экрана 21 (фиг.18), которые соединяются короткозамыкателями 22, выполненными, например, в виде металлических штырей (фиг.19).Two E-plane metal screens 21 (FIG. 18) can be installed on each side of the outer surface of the metal plates of the AFL of the printed antenna, which are connected by
Также со стороны внешних боковых кромок металлических пластин печатной антенны могут быть установлены два Н-плоскостных металлических экрана 23 перпендикулярно металлическим пластинам АПЩЛ (фиг.20).Also, from the side of the outer lateral edges of the metal plates of the printed antenna, two H-
С торцевой стороны диэлектрической подложки 1 перпендикулярно плоскости металлических пластин печатной антенны может быть установлен металлический рефлектор 24 (фиг.21).On the end side of the
Диэлектрическая подложка 1 может быть установлена внутри усеченной прямоугольной металлической пирамиды 25 (фиг.22).The
Печатная антенна работает следующим образом.Printed antenna works as follows.
Излучающая часть печатной антенны - апертура - представляет собой основную и дополнительную АПЩЛ секторного типа без перекрытия. Первая и вторая металлические пластины отрезка дополнительной АПЩЛ, в области апертуры гальванически соединенные металлическими перемычками с земляной и сигнальной металлической пластиной соответственно, являются симметрирующими для сигнальной и земляной металлических пластин.The radiating part of the printed antenna - the aperture - is the main and additional SPSL of the sector type without overlapping. The first and second metal plates of an additional APSCHL segment, in the aperture region galvanically connected by metal jumpers to an earthen and signal metal plate, respectively, are symmetrical for the signal and earthen metal plates.
В режиме излучения входной СВЧ-сигнал через отрезок сигнальный полосковой линии 2, выполненной на основе микрополосковой линии (МПЛ) с волной типа Т, поступает к внутренней боковой кромке 6 сигнальной металлической пластины 4 в области нулевого перекрытия сигнальной и земляной металлических пластин 4 и 5 соответственно. В области соединения сигнальной полосковой линии 2 и отрезка АПЩЛ происходит модоимпедансная трансформация волны типа Т в волну волноводного типа Н10 АПЩЛ с одновременной трансформацией импедансов. В области перехода отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием на плавно расширяющуюся секторного типа АПЩЛ без перекрытия с сигнальной и земляной металлическими излучающими поверхностями 4, 5 происходит соответствующая трансформация волны волноводного типа Н10 АПЩЛ (Janaswamy R., Snaubert D.H., Radio Science, vol.21, №5, Sept-Oct 1986, pp.797-804).In the radiation mode, the input microwave signal through a signal segment of a
Первая и вторая металлические пластины 9, 10 отрезка дополнительной АПЩЛ 8, которые начинаются не с области нулевого перекрытия отрезка АПЩЛ 3, в области апертуры гальванически соединены металлическими перемычками 11 с земляной и сигнальной металлическими пластинами 5 и 4 отрезка АПЩЛ 3 соответственно и являются симметрирующими для сигнальной и земляной металлических пластин 4 и 5.The first and
Первая и вторая металлические пластины 9 и 10 отрезка дополнительной АПЩЛ 8 в области апертуры из несимметричной формируют полную симметрию апертуры печатной антенны относительно диэлектрической подложки 1, т.е. однородно заполненную структуру.The first and
Форма торцевой боковой кромки 12 первой и второй металлических пластин 9 и 10 выбирается из условий согласования. В результате этого обеспечиваются одинаковые условия для поверхностных электрических токов на металлических пластинах в области апертуры и, соответственно, распределение электрических составляющих электромагнитного поля в области апертуры.The shape of the
Максимальный раскрыв апертуры и длина по внутренней боковой кромке сигнальной и земляной металлических пластин 4, 5 отрезка АПЩЛ 3 и первой и второй металлических пластин 9, 10 отрезка дополнительной АПЩЛ 8, выбор функции, описывающей их сужение в области апертуры, выбор максимальной ширины и формы сужения металлических излучающих поверхностей, выбор материала диэлектрической подложки 1 как в области апертуры, так и под металлическими пластинами определяют диапазонные свойства печатной антенны, уровень кросполяризационной составляющей электрического поля, характеристику согласования, уровень боковых лепестков.The maximum opening of the aperture and the length along the inner side edge of the signal and
Использование нагрузочного импедансного шлейфа 14 (фиг.10, фиг.11) с соответствующим выбором вида связи, гальванической или электромагнитной, и характера импеданса нагрузочного шлейфа 14 позволяет обеспечить в широких пределах дополнительную комплексную нагрузку активной сигнальной металлической пластине 4.The use of a load impedance loop 14 (Fig. 10, 11) with the appropriate choice of the type of connection, galvanic or electromagnetic, and the nature of the impedance of the
Использование импедансного контррефлектора 17 (фиг.12, фиг.13) с возможностью создания различного характера импеданса позволяет компенсировать обратную волну от активной сигнальной металлической пластины 4.Using an impedance counterreflector 17 (FIG. 12, FIG. 13) with the possibility of creating a different nature of the impedance allows you to compensate for the backward wave from the active
Использование одновременно нагрузочного импедансного шлейфа 14 и импедансного контррефлектора 17 (фиг.14) позволяет в широких пределах формировать импедансную нагрузку активной сигнальной металлической пластине 4, что позволяет обеспечивать высокий уровень согласования и низкий уровень неравномерности характеристики согласования в широком диапазоне частот.The use of both a
Выбор формы внутренней и внешней боковых кромок сигнальной и земляной металлических пластин 4 и 5 соответственно и первой и второй металлических пластин 9 и 10 (фиг.6 - фиг.9) определяются диапазонными характеристиками печатной антенны 1.The choice of the shape of the inner and outer side edges of the signal and
Использование металлических импедансных пластин 19 (фиг.15 - фиг.17) и выбор области подключения к внешним боковым кромкам 12 сигнальной и земляной металлических пластин 4, 5 и соответственно первой и второй металлических пластин 9, 10 позволяет расширить рабочий диапазон частот в низкочастотную область.The use of metal impedance plates 19 (Fig. 15 - Fig. 17) and the choice of the area of connection to the outer side edges 12 of the signal and
Использование Е-плоскостных металлических экранов 21 (фиг.18) и Н-плоскостных металлических экранов 23 (фиг.20) позволяет сужать диаграмму направленности соответственно в Е или Н плоскостях.The use of E-plane metal screens 21 (FIG. 18) and H-plane metal screens 23 (FIG. 20) allows you to narrow the radiation pattern in the E or H planes, respectively.
Использование металлического рефлектора 24 (фиг.21) позволяет устранить обратное излучение и, соответственно, формировать однонаправленную диаграмму направленности.The use of a metal reflector 24 (Fig.21) eliminates the reverse radiation and, accordingly, to form a unidirectional radiation pattern.
Установка печатной антенны внутрь усеченной прямоугольной металлической пирамиды 25 (фиг.22) позволяет сужать диаграмму направленности одновременно в Е или Н плоскостях.Installing a printed antenna inside a truncated rectangular metal pyramid 25 (Fig.22) allows you to narrow the radiation pattern simultaneously in the E or H planes.
Claims (37)
y=ах±m/n,
где а - коэффициент, задается действительным числом;
m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем n>m;
x - координата, соответствующая продольной оси симметрии антиподальной щелевой линии.36. The printed antenna according to claim 5, or 17, or 18, or 19, or 22, characterized in that the non-linear function has the form
y = ax ± m / n ,
where a is the coefficient, is given by a real number;
m, n are positive integer coprime numbers, with n>m;
x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of symmetry of the antipodal slit line.
y=aebx+cedx,
где а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительными числами;
x - координата, соответствующая продольной оси симметрии антиподальной щелевой линии. 37. The printed antenna according to claim 5, or 17, or 18, or 19, or 22, characterized in that the non-linear function has the form
y = ae bx + ce dx ,
where a, b, c, d are coefficients, are given by real numbers;
x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of symmetry of the antipodal slit line.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140342/07A RU2400876C1 (en) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | Printed antenna |
| PCT/RU2010/000606 WO2011056095A1 (en) | 2009-11-03 | 2010-10-21 | Printed antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140342/07A RU2400876C1 (en) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | Printed antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2400876C1 true RU2400876C1 (en) | 2010-09-27 |
Family
ID=42940533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009140342/07A RU2400876C1 (en) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | Printed antenna |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2400876C1 (en) |
| WO (1) | WO2011056095A1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014047567A1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Wireless Research Development | Dual polarization antenna |
| US8976513B2 (en) | 2002-10-22 | 2015-03-10 | Jason A. Sullivan | Systems and methods for providing a robust computer processing unit |
| US9450309B2 (en) | 2013-05-30 | 2016-09-20 | Xi3 | Lobe antenna |
| US9478867B2 (en) | 2011-02-08 | 2016-10-25 | Xi3 | High gain frequency step horn antenna |
| US9478868B2 (en) | 2011-02-09 | 2016-10-25 | Xi3 | Corrugated horn antenna with enhanced frequency range |
| US9606577B2 (en) | 2002-10-22 | 2017-03-28 | Atd Ventures Llc | Systems and methods for providing a dynamically modular processing unit |
| US9961788B2 (en) | 2002-10-22 | 2018-05-01 | Atd Ventures, Llc | Non-peripherals processing control module having improved heat dissipating properties |
| RU216808U1 (en) * | 2022-09-07 | 2023-03-02 | Дмитрий Дмитриевич Алхимов | ANTENNA |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12109032B1 (en) | 2017-03-11 | 2024-10-08 | Biolinq Incorporated | Methods for achieving an isolated electrical interface between an anterior surface of a microneedle structure and a posterior surface of a support structure |
| US11045142B1 (en) | 2017-04-29 | 2021-06-29 | Biolinq, Inc. | Heterogeneous integration of silicon-fabricated solid microneedle sensors and CMOS circuitry |
| US11478194B2 (en) | 2020-07-29 | 2022-10-25 | Biolinq Incorporated | Continuous analyte monitoring system with microneedle array |
| SE2330048A1 (en) | 2021-05-08 | 2023-01-25 | Biolinq Incorporated | Fault detection for microneedle array based continuous analyte monitoring device |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1601441A (en) * | 1978-03-10 | 1981-10-28 | Philips Electronic Associated | Antenna |
| DE3215323A1 (en) * | 1982-01-23 | 1983-07-28 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Antenna in the form of a slotted line |
| US5278575A (en) * | 1991-09-26 | 1994-01-11 | Hughes Aircraft Company | Broadband microstrip to slotline transition |
| RU2182392C1 (en) * | 2000-12-25 | 2002-05-10 | Орлов Александр Борисович | Antenna |
| RU2298268C1 (en) * | 2005-09-23 | 2007-04-27 | Евгений Анатольевич Никитин | Antenna |
-
2009
- 2009-11-03 RU RU2009140342/07A patent/RU2400876C1/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-10-21 WO PCT/RU2010/000606 patent/WO2011056095A1/en active Application Filing
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8976513B2 (en) | 2002-10-22 | 2015-03-10 | Jason A. Sullivan | Systems and methods for providing a robust computer processing unit |
| US9606577B2 (en) | 2002-10-22 | 2017-03-28 | Atd Ventures Llc | Systems and methods for providing a dynamically modular processing unit |
| US9961788B2 (en) | 2002-10-22 | 2018-05-01 | Atd Ventures, Llc | Non-peripherals processing control module having improved heat dissipating properties |
| US10285293B2 (en) | 2002-10-22 | 2019-05-07 | Atd Ventures, Llc | Systems and methods for providing a robust computer processing unit |
| US10849245B2 (en) | 2002-10-22 | 2020-11-24 | Atd Ventures, Llc | Systems and methods for providing a robust computer processing unit |
| US11751350B2 (en) | 2002-10-22 | 2023-09-05 | Atd Ventures, Llc | Systems and methods for providing a robust computer processing unit |
| US9478867B2 (en) | 2011-02-08 | 2016-10-25 | Xi3 | High gain frequency step horn antenna |
| US9478868B2 (en) | 2011-02-09 | 2016-10-25 | Xi3 | Corrugated horn antenna with enhanced frequency range |
| WO2014047567A1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Wireless Research Development | Dual polarization antenna |
| US9450309B2 (en) | 2013-05-30 | 2016-09-20 | Xi3 | Lobe antenna |
| RU216808U1 (en) * | 2022-09-07 | 2023-03-02 | Дмитрий Дмитриевич Алхимов | ANTENNA |
| RU2824863C1 (en) * | 2024-04-16 | 2024-08-14 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Ultra-wideband vivaldi cardioid antenna |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011056095A1 (en) | 2011-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2400876C1 (en) | Printed antenna | |
| Chen et al. | Low-cost high gain planar antenna array for 60-GHz band applications | |
| US6972727B1 (en) | One-dimensional and two-dimensional electronically scanned slotted waveguide antennas using tunable band gap surfaces | |
| Mehdipour et al. | Leaky-wave antennas using negative-refractive-index transmission-line metamaterial supercells | |
| Alibakhshikenari et al. | Array antenna for synthetic aperture radar operating in X and Ku-bands: A study to enhance isolation between radiation elements | |
| Khinda et al. | Multi-edged wide-band rectangular microstrip fractal antenna array for C-and X-band wireless applications | |
| Kollipara et al. | Planar EBG loaded UWB monopole antenna with triple notch characteristics | |
| Kumawat et al. | Review of Slotted SIW antenna at 28 GHz and 38 GHz for mm-wave applications | |
| Yi et al. | Broadband millimeter-wave metasurface antenna array with printed ridge gap waveguide for high front-to-back ratio | |
| Sharma et al. | A CPW-fed structure shaped substrate wideband microstrip antenna for wireless applications | |
| RU2298268C1 (en) | Antenna | |
| Weng et al. | UWB antenna with single or dual band-notched characteristic for WLAN band using meandered ground stubs | |
| Nova et al. | An approach to filter-antenna integration in SIW technology | |
| Kumar et al. | Design of coplanar waveguide-feed pentagonal-cut ultra-wide bandwidth fractal antenna and its backscattering | |
| Bhuvaneswari et al. | Effect of placing mushroom electromagnetic bandgap structures at the inset feedline of microstrip patches | |
| RU2400881C1 (en) | Planar antenna | |
| RU2250542C1 (en) | Horn antenna | |
| RU2409880C1 (en) | Antenna | |
| CN110797652B (en) | Periodic leaky-wave antenna with CPW structure and preparation method | |
| Wang et al. | An untilted EDGE‐slotted waveguide antenna array with very low cross‐polarization | |
| Mehrdadian et al. | Design of a UWB combined antenna and an array of miniaturized elements with and without lens | |
| Kapusuz et al. | Compact, Broadband, and Highly Efficient Leaky-Wave Antenna in Air-Filled Substrate Integrated Waveguide Technology | |
| RU2450395C2 (en) | Broadband antenna | |
| Wu et al. | A substrate integrated slot antenna array using higher order mode feeding network | |
| Tran et al. | K-band planar and low-profile Fabry-Perot cavity antenna with a coupled strip-slitline feed structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181104 |