RU2400881C1 - Planar antenna - Google Patents
Planar antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2400881C1 RU2400881C1 RU2009141793/07A RU2009141793A RU2400881C1 RU 2400881 C1 RU2400881 C1 RU 2400881C1 RU 2009141793/07 A RU2009141793/07 A RU 2009141793/07A RU 2009141793 A RU2009141793 A RU 2009141793A RU 2400881 C1 RU2400881 C1 RU 2400881C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- printed
- planar antenna
- segment
- line
- antenna according
- 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
-
- 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
- H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
-
- 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
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Description
Данное изобретение относится к области радиотехники, в частности к сверхширокополосным печатным антеннам СВЧ диапазона, и может найти применение в системах связи, в радиодефектоскопии, в задачах радиомониторинга, в задачах электромагнитной совместимости (ЭМС) радиотехнических систем, в составе фазированных антенных решеток, в метрологии, в медицине для электромагнитных аппликаторов и задачах гипертермии.This invention relates to the field of radio engineering, in particular to ultra-wideband printed microwave antennas of the microwave range, and can find application in communication systems, in radio defectoscopy, in problems of radio monitoring, in problems of electromagnetic compatibility (EMC) of radio systems, as part of phased antenna arrays, in metrology, in medicine for electromagnetic applicators and hyperthermia problems.
Известна широкополосная антенна (Патент RU №2298268, МПК Н01Q 9/00, опубл. 27.04.2007 г.), выполненная на основе печатной антиподальной щелевой линии (АПЩЛ). Апертура антенны образована отрезком АПЩЛ без перекрытия и содержит две одинаковые металлические пластины, расположенные на разных сторонах диэлектрической подложки, одна из которых сигнальная, другая земляная. В излучающей части антенны металлические пластины АПЩЛ выполнены экспоненциально расширяющимися по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия АПЩЛ до области максимального раскрыва апертуры, при этом в области апертуры антенны по внутренней боковой кромке сигнальной и земляной металлических пластин от области нулевого перекрытия до области максимального раскрыва апертуры антенны установлены перпендикулярно плоскости диэлектрической подложки металлические излучающие поверхности. Сигнальный проводник отрезка несимметричной полосковой линии торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке сигнальной металлической пластины АПЩЛ в области нулевого перекрытия, а его земляная плоскость размещена с земляной металлической пластиной на одной поверхности диэлектрической подложки в области нулевого перекрытия АПЩЛ и гальванически соединена с торцевой боковой кромкой земляной металлической пластины.Known broadband antenna (Patent RU No. 2298268, IPC
Недостатком известного технического решения является невозможность, наравне с излучением и приемом поперечных электромагнитных волн, формировать режим излучения и приема продольных электромагнитных волн.A disadvantage of the known technical solution is the impossibility, along with the radiation and reception of transverse electromagnetic waves, to form a mode of radiation and reception of longitudinal electromagnetic waves.
Наиболее близким техническим решением-прототипом является приемо-передающая планарная антенна поперечных электромагнитных волн (Патент DE №3941125, МПК Н01Q 13/10, опубл. 20.06.1991 г.), содержащая две идентичные диэлектрические подложки, одной поверхностью установленные одна на другую, и два идентичных, закороченных на одном конце, отрезка симметричной щелевой линии (СЩЛ), расположенных на внешней поверхности одной и другой диэлектрических подложек соответственно, при этом на поверхности совмещения между одной и другой диэлектрическими подложками расположен отрезок сигнальной полосковой линии, для которого земляными поверхностями являются металлические пластины двух отрезков однородной симметричной щелевой линии (ОСЩЛ), образуя тем самым отрезок симметричной экранированной полосковой линии, причем один конец сигнального полоскового проводника пересекает отрезок одной и другой СЩЛ под прямым углом, а другой конец подключается к канализирующей линии передачи. Апертура антенны образована отрезком расширяющейся СЩЛ в направлении от области соединения с отрезком ОСЩЛ к области максимального раскрыва апертуры антенны, а образующие ее идентичные металлические пластины выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке от области начала расширения СЩЛ до области максимального раскрыва апертуры антенны, при этом продольная ось симметрии отрезка ОСЩЛ и продольная ось симметрии отрезка расширяющейся СЩЛ лежат на одной оси, которая параллельна продольной оси антенны, расположенной на поверхности совмещения одной и другой диэлектрических подложек, при этом оси симметрии отрезков ОСЩЛ и СЩЛ и ось симметрии антенны расположены в одной плоскости, перпендикулярной диэлектрическим подложкам.The closest technical solution to the prototype is a transceiver planar antenna of transverse electromagnetic waves (Patent DE No. 3941125, IPC
Недостатками известного технического решения является невозможность формировать режим излучения и приема продольных электромагнитных волн, а также одновременно одной апертурой независимо излучать и принимать раздельно, по развязанным между собой каналам, продольные и поперечные электромагнитные волны.The disadvantages of the known technical solution is the inability to form a mode of emission and reception of longitudinal electromagnetic waves, as well as simultaneously using the same aperture to independently radiate and receive longitudinal and transverse electromagnetic waves separately, through decoupled channels.
Технической задачей данного изобретения является создание широкополосной планарной антенны, способной одновременно равноценно излучать и принимать продольные электромагнитные волны и поперечные электромагнитные волны одной апертурой по раздельным, развязанным между собой, каналам, с низким уровнем неравномерности характеристики согласования, простой и высокотехнологичной конструкцией.The technical task of this invention is the creation of a broadband planar antenna capable of simultaneously emitting and receiving longitudinal electromagnetic waves and transverse electromagnetic waves with a single aperture along separate, decoupled channels, with a low level of uneven matching characteristics, simple and high-tech design.
Поставленная задача решается тем, что в планарной антенне, содержащей печатную СЩЛ, образованную двумя идентичными металлическими пластинами, которые соединены между собой металлической перемычкой с одной стороны и размещены на одной поверхности диэлектрической подложки, на другой поверхности которой расположен отрезок сигнальной полосковой линии, апертура антенны образована отрезком расширяющейся печатной СЩЛ, который является продолжением отрезка печатной ОСЩЛ, а образующие ее одинаковые металлические пластины выполнены сужающимися по внутренней боковой кромке от области начала расширения печатной СЩЛ до области максимального раскрыва апертуры антенны, при этом с одной стороны отрезок сигнальной полосковой линии пересекает отрезок печатной ОСЩЛ под прямым углом, а с другой стороны отрезок сигнальной полосковой линии подключается к канализирующей линии передачи, при этом земляной поверхностью отрезка сигнальной полосковой линии является одна из металлических пластин отрезка, печатной ОСЩЛ, согласно предложенному решению введена дополнительная диэлектрическая подложка, идентичная диэлектрической подложке, которая одной поверхностью установлена на поверхность диэлектрической подложки со стороны расположения печатной СЩЛ и полностью ее закрывает, а на другой поверхности которой размещен отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии, земляной поверхностью которого являются одна и другая металлические пластины отрезка печатной ОСЩЛ, а продольная ось симметрии отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии параллельна продольной оси симметрии отрезка печатной ОСЩЛ и расположена с ней в одной плоскости, перпендикулярной диэлектрической подложке, причем отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии, с одной стороны расположенный в области апертуры антенны, подключен к возбуждающему элементу, выполненному в виде отрезка осесимметричного полоскового проводника, а с другой стороны, отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии, расположенный со стороны металлической перемычки, соединен с дополнительной канализирующей линией передачи, при этом продольная ось симметрии возбуждающего элемента совмещена с продольной осью симметрии отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии.The problem is solved in that in a planar antenna containing a printed slit formed by two identical metal plates, which are interconnected by a metal jumper on one side and placed on one surface of the dielectric substrate, on the other surface of which a segment of the signal strip line is located, the antenna aperture is formed a segment of an expanding printed SSCL, which is a continuation of a segment of a printed SSCL, and the identical metal plates forming it are made narrowing along the inner lateral edge from the area of the beginning of the expansion of the printed SSCL to the region of the maximum aperture of the antenna aperture, while on one side a segment of the signal strip line intersects the segment of the printed SSCL at a right angle, and on the other hand, a segment of the signal strip line is connected to the sewer transmission line, with this ground surface of the signal strip line segment is one of the metal plates of the segment, printed OSL, according to the proposed solution, an additional dielectric a substrate identical to the dielectric substrate, which is installed on one side of the printed circuit board with one surface on the surface of the dielectric substrate and completely covers it, and on the other surface of which there is a section of an additional signal strip line, the ground surface of which is one and the other metal plates of the printed circuit strip, and the longitudinal axis of symmetry of the segment of the additional signal strip line is parallel to the longitudinal axis of symmetry of the segment of the printed OSL and his wife is in the same plane perpendicular to the dielectric substrate, and a segment of an additional signal strip line, on the one hand located in the region of the aperture of the antenna, is connected to an exciting element made in the form of a segment of an axisymmetric strip conductor, and on the other hand, a segment of an additional signal strip line located on the side of the metal bridge is connected to an additional channeling transmission line, while the longitudinal axis of symmetry of the exciting element eschena with the longitudinal axis of symmetry of the segment signal further stripline.
Данная планарная приемо-передающая печатная антенна позволяет одной апертурой по раздельным, развязанным между собой каналам принимать и излучать электромагнитные волны двух различных электродинамических и физических свойств: по одному каналу - поперечные электромагнитные волны; по другому каналу - продольные электромагнитные волны. Развязка отрезков сигнальной и дополнительной сигнальной полосковых линий, т.е. одного и другого каналов, обеспечивается тем, что отрезок сигнальной полосковой линии - для поперечной электромагнитной волны и отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии - для продольной электромагнитной волны, в области пересечения расположены взаимно ортогонально и сигнальные полосковые линии расположены по разные стороны апертуры и на поверхностях диэлектрической и дополнительной диэлектрической подложек соответственно.This planar transmit-receive printed antenna allows one aperture to receive and emit electromagnetic waves of two different electrodynamic and physical properties through separate, decoupled channels: along the same channel - transverse electromagnetic waves; along another channel — longitudinal electromagnetic waves. Decoupling of segments of the signal and additional signal strip lines, i.e. one of the other channels, is ensured by the fact that a segment of the signal strip line for the transverse electromagnetic wave and a segment of the additional signal strip line for the longitudinal electromagnetic wave are mutually orthogonal in the intersection region and the signal strip lines are located on different sides of the aperture and on the surfaces of the dielectric and additional dielectric substrates, respectively.
Планарная антенна может быть выполнена с введением второй и третьей дополнительных диэлектрических подложек, идентичных диэлектрической подложке, причем вторая дополнительная диэлектрическая подложка одной поверхностью установлена на поверхность диэлектрической подложки со стороны расположения отрезка сигнальной полосковой линии и полностью ее закрывает, а третья дополнительная диэлектрическая подложка одной поверхностью установлена на поверхность первой дополнительной диэлектрической подложки со стороны расположения отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии и полностью ее закрывает.A planar antenna can be implemented with the introduction of a second and third additional dielectric substrates identical to the dielectric substrate, the second additional dielectric substrate with one surface mounted on the surface of the dielectric substrate from the location of the segment of the signal strip line and completely covering it, and the third additional dielectric substrate with one surface installed on the surface of the first additional dielectric substrate from the location of the segment additional signal stripline, and it completely closes.
Планарная антенна может быть выполнена с введением первой и второй дополнительной печатной СЩЛ, идентичных печатной СЩЛ, при этом первая дополнительная печатная СЩЛ установлена на другую поверхность второй дополнительной диэлектрической подложки, а вторая дополнительная печатная СЩЛ установлена на другую поверхность третьей дополнительной диэлектрической подложки, причем первая и вторая дополнительные печатные СЩЛ расположены симметрично относительно плоскости расположения печатной СЩЛ, металлическая перемычка которой гальванически соединена с металлической перемычкой первой и второй дополнительных печатных СЩЛ.A planar antenna can be implemented with the introduction of the first and second additional print SLR identical to the print SLR, with the first additional print SLR installed on the other surface of the second additional dielectric substrate, and the second additional print SLR installed on the other surface of the third additional dielectric substrate, the first and the second additional printed SHL are located symmetrically with respect to the plane of the printed SHL, the metal jumper of which is galvanized Eski connected to the metal crosspiece first and second additional printed symmetric slot lines.
Планарная антенна может быть выполнена с введением четвертой и пятой дополнительных диэлектрических подложек, идентичных диэлектрической подложке, каждая из которых одной поверхностью устанавливается на поверхность первой и второй дополнительной печатной СЩЛ соответственно и полностью их закрывает.A planar antenna can be implemented with the introduction of the fourth and fifth additional dielectric substrates, identical to the dielectric substrate, each of which is mounted on one surface on the surface of the first and second additional printed alkaline materials, respectively, and completely covers them.
Планарная антенна может быть выполнена с шириной диэлектрических подложек, равной ширине максимального раскрыва апертуры антенны.A planar antenna can be made with a width of dielectric substrates equal to the width of the maximum aperture of the antenna aperture.
Планарная антенна может быть выполнена с шириной диэлектрических подложек больше ширины максимального раскрыва апертуры антенны.A planar antenna can be made with a width of dielectric substrates greater than the width of the maximum aperture of the antenna aperture.
Планарная антенна может быть выполнена с введением апертурного отрезка печатной ОСЩЛ, ширина которого равна ширине расширяющейся печатной СЩЛ в области максимального раскрыва апертуры антенны, при этом внутренние боковые кромки апертурного отрезка печатной ОСЩЛ параллельны оси симметрии печатной СЩЛ, причем апертурный отрезок печатной ОСЩЛ соединен гальванически с печатной СЩЛ в области максимального раскрыва апертуры.A planar antenna can be implemented with the introduction of the aperture segment of the print OSL, the width of which is equal to the width of the expanding print SBL in the region of the maximum aperture of the aperture of the antenna, while the inner side edges of the aperture segment of the print OSL are parallel to the axis of symmetry of the print ASL, and the aperture segment of the print OSL is galvanically connected to the print ASC in the area of maximum aperture opening.
Планарная антенна может быть выполнена с установкой в области апертурного отрезка печатной ОСЩЛ, по меньшей мере, хотя бы одного директора, выполненного в виде полоскового проводника, расположенного симметрично относительно внутренних боковых кромок апертурного отрезка печатной ОСЩЛ и перпендикулярно его продольной оси.A planar antenna can be made with installation in the area of the aperture segment of the printed OSL, at least one director made in the form of a strip conductor located symmetrically with respect to the inner side edges of the aperture segment of the printed OSL and perpendicular to its longitudinal axis.
Планарная антенна может быть выполнена с сужением металлических пластин, образующих печатную СЩЛ в области апертуры антенны, по внутренней боковой кромке вдоль продольной оси симметрии в направлении от области соединения с отрезком печатной ОСЩЛ к области максимального раскрыва апертуры, при этом закон сужения может описываться линейной или нелинейной функцией или может чередоваться линейными и нелинейными или нелинейными и линейными отрезками, описываемыми линейной и нелинейной функциями соответственно.A planar antenna can be made with narrowing of the metal plates forming the printed AHL in the region of the aperture of the antenna along the inner lateral edge along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of the connection with the segment of the printed AHL to the area of maximum aperture opening, while the law of narrowing can be described linear or nonlinear function or can alternate between linear and non-linear or non-linear and linear segments described by linear and non-linear functions, respectively.
Планарная антенна может быть выполнена с металлическими пластинами, внешние боковые кромки которых параллельны продольной оси симметрии антенны.A planar antenna can be made with metal plates, the outer side edges of which are parallel to the longitudinal axis of symmetry of the antenna.
Планарная антенна может быть выполнена с металлическими пластинами, внешние боковые кромки которых по всей длине вдоль ее продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры, сужающимися или расширяющимися, причем закон сужения или расширения металлических пластин может описываться линейной или нелинейной функцией.A planar antenna can be made with metal plates, the outer side edges of which along the entire length along its longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of the maximum aperture to the region of the minimum aperture, tapering or expanding, and the law of narrowing or expansion of metal plates can be described linear or nonlinear function.
Планарная антенна может быть выполнена с полосковым проводником возбуждающего элемента в виде пластины прямоугольной формы.A planar antenna can be made with a strip conductor of the exciting element in the form of a rectangular plate.
Планарная антенна может быть выполнена с полосковым проводником возбуждающего элемента в виде расширяющейся пластины по двум внешним боковым кромкам вдоль продольной оси симметрии, в направлении от области соединения с отрезком дополнительной сигнальной полосковой линии к области максимального раскрыва апертуры, при этом закон расширения описывается линейной или нелинейной функцией.A planar antenna can be made with a strip conductor of the exciting element in the form of an expanding plate along two external lateral edges along the longitudinal axis of symmetry, in the direction from the region of the connection with the segment of the additional signal strip line to the region of maximum aperture opening, and the law of expansion is described by a linear or nonlinear function .
Планарная антенна может быть выполнена с включением переходного устройства между отрезком дополнительной сигнальной полосковой линии и полосковым проводником возбуждающего элемента.A planar antenna can be made with the inclusion of a transition device between a segment of an additional signal strip line and a strip conductor of the exciting element.
Переходное устройство может быть выполнено:The transition device can be performed:
- в виде осесимметричного полоскового проводника;- in the form of an axisymmetric strip conductor;
- в виде зазора между торцом отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии и торцом полоскового проводника возбуждающего элемента;- in the form of a gap between the end of the segment of the additional signal strip line and the end of the strip conductor of the exciting element;
- в виде полупроводникового элемента с регулируемой электрическим путем емкостью, включенного в зазор между торцом отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии и торцом полоскового проводника возбуждающего элемента.- in the form of a semiconductor element with an electrically adjustable capacitance included in the gap between the end of the segment of the additional signal strip line and the end of the strip conductor of the exciting element.
Планарная антенна может быть выполнена с установкой на одну и другую боковые кромки, протяженные вдоль продольной оси полоскового проводника возбуждающего элемента, по меньшей мере, по одной паре идентичных полосковых согласующих элемента, соответственно, по одному на одну и другую внешнюю боковую кромку, при этом полосковые согласующие элементы расположены симметрично относительно продольной оси отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии.A planar antenna can be made with installation on one and the other side edges, extended along the longitudinal axis of the strip conductor of the exciting element, at least one pair of identical strip matching elements, respectively, one on one and the other outer side edge, while the strip matching elements are located symmetrically relative to the longitudinal axis of the segment of the additional signal strip line.
Полосковый согласующий элемент может быть выполнен, по крайней мере, из одного импедансного шлейфа в виде ленточного проводника, который соединен гальванически с внешней боковой кромкой полоскового проводника возбуждающего элемента.The strip matching element can be made of at least one impedance loop in the form of a ribbon conductor, which is galvanically connected to the outer side edge of the strip conductor of the exciting element.
Полосковый согласующий элемент может быть выполнен в виде, по крайней мере, из одного неоднородного импедансного шлейфа, который может быть соединен с внешней боковой кромкой полоскового проводника возбуждающего элемента гальванически или электромагнитно. Электромагнитная связь, например, может выполняться в виде однородного зазора или в виде неоднородного зазора.The strip matching element can be made in the form of at least one inhomogeneous impedance loop, which can be connected to the outer side edge of the strip conductor of the exciting element galvanically or electromagnetically. Electromagnetic coupling, for example, may be in the form of a uniform gap or in the form of a non-uniform gap.
Планарная антенна может быть выполнена с установкой на торцевую боковую кромку, противоположную кромке подключения возбуждающего элемента к отрезку дополнительной сигнальной полосковой линии, по меньшей мере, по одному полосковому согласующему элементу, который расположен симметрично относительно продольной оси отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии, при этом полосковый проводник согласующего элемента может быть соединен с полосковым проводником возбуждающего элемента гальванически или электромагнитно. Электромагнитная связь выполняется в виде однородного зазора.The planar antenna can be made with installation on the end side edge opposite the edge of the connection of the exciting element to the segment of the additional signal strip line, at least one strip matching element, which is located symmetrically with respect to the longitudinal axis of the segment of the additional signal strip line, while the strip conductor the matching element can be connected to the strip conductor of the exciting element galvanically or electromagnetically. Electromagnetic coupling is in the form of a uniform gap.
Планарная антенна может быть выполнена с гальваническим подключением к отрезку сигнальной полосковой линии с одной стороны импедансной нагрузки, которая выполнена в виде полосковой области и может иметь, например, форму круга или сектора.A planar antenna can be made with galvanic connection to a segment of the signal strip line on one side of the impedance load, which is made in the form of a strip region and can have, for example, a circle or sector shape.
Планарная антенна может быть выполнена с двумя идентичными осесимметричными металлическими импедансными пластинами, которые установлены со стороны одной и другой внешних боковых кромок металлических пластин печатной СЩЛ, состоящей из отрезка печатной ОСЩЛ и отрезка расширяющейся печатной СЩЛ, соответственно, при этом импедансные металлические пластины расположены симметрично относительно плоскости расположения металлических пластин печатной СЩЛ и перпендикулярно этой плоскости, причем каждая металлическая импедансная пластина гальванически соединена контактным элементом с соответствующей внешней боковой кромкой металлической пластины печатной СЩЛ.A planar antenna can be made with two identical axisymmetric metal impedance plates, which are mounted on the side of one and the other external lateral edges of the metal plates of the printed SSCL, consisting of a segment of the printed SSCL and a segment of the expanded printed SSCL, respectively, while the impedance metal plates are symmetrically relative to the plane the location of the metal plates of the printed slab and perpendicular to this plane, with each metal impedance plate Galvanic contact element is connected with corresponding outer side edge of the metal plate printed symmetric slot lines.
При выполнении антенны с тремя печатными СЩЛ металлические пластины, их образующие, подключаются внешней боковой кромкой к соответствующей металлической импедансной пластине своим контактным элементом идентично подключению металлических пластин одной печатной СЩЛ контактными элементами к металлическим импедансным пластинам.When performing an antenna with three printed SSCLs, the metal plates forming them are connected by the external lateral edge to the corresponding metal impedance plate with their contact element identical to the connection of the metal plates of one printed SSCL by contact elements to metal impedance plates.
Контактный элемент может быть выполнен:The contact element can be made:
- в виде металлического стержня, место установки которого определено участком внешней боковой кромки металлической пластины печатной СЩЛ, соответствующей апертуре антенны;- in the form of a metal rod, the installation location of which is determined by the portion of the outer lateral edge of the metal plate of the printed SSCL corresponding to the antenna aperture;
- в виде ленточного проводника, который установлен вдоль внешней боковой кромки металлической пластины печатной СЩЛ и расположен с ней в одной плоскости;- in the form of a tape conductor, which is installed along the outer lateral edge of the metal plate of the printed SSCL and is located with it in the same plane;
- в виде полупроводникого элемента с регулируемой электрическим путем емкостью, место установки которого определено участком внешней боковой кромки металлической пластины печатной СЩЛ, соответствующей апертуре антенны;- in the form of a semiconductor element with an electrically adjustable capacitance, the installation location of which is determined by the portion of the outer lateral edge of the metal plate of the printed slots corresponding to the antenna aperture;
- в виде катушки индуктивности в печатном или объемном исполнении, который установлен вдоль внешней боковой кромки металлических пластин печатной СЩЛ.- in the form of an inductor in a printed or volumetric design, which is installed along the outer lateral edge of the metal plates of the printed SSCL.
Металлическая импедансная пластина может быть выполнена постоянной ширины, например, в форме прямоугольника.The metal impedance plate can be made of constant width, for example, in the form of a rectangle.
Металлическая импедансная пластина вдоль продольной оси в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры может быть выполнена увеличивающейся или уменьшающейся ширины, при этом закон увеличения или уменьшения ширины по внешней боковой кромке описывается линейной или нелинейной функцией. Кроме того, нелинейная функция может иметь вид:A metal impedance plate along the longitudinal axis in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of minimum aperture opening can be made of increasing or decreasing width, while the law of increasing or decreasing the width along the outer lateral edge is described by a linear or nonlinear function. In addition, a nonlinear function may have the form:
y=ах±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 n>m;m, n are positive integer coprime numbers, with n> m;
x - координата, соответствующая продольной оси антенны;x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of the antenna;
или может иметь видor may take the form
y=аеbx+сеdx,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;
x - координата, соответствующая продольной оси антенны.x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of the antenna.
На фиг.1 схематически изображена конструкция планарной антенны с двумя диэлектрическими подложками; на фиг.2 схематически изображена конструкция планарной антенны с двумя дополнительными диэлектрическими подложками и с двумя дополнительными печатными СЩЛ; на фиг.3 упрощенно изображено поперечное сечение планарной антенны с двумя диэлектрическими подложками (фиг.1) в области отрезков сигнальной и дополнительной сигнальной полосковых линий; на фиг.4 упрощенно изображено поперечное сечение планарной антенны с двумя внешними третьей и четвертой дополнительными диэлектрическими подложками (фиг.1) в области отрезков сигнальной и дополнительной сигнальной полосковых линий; на фиг.5 упрощенно изображено поперечное сечение планарной антенны с двумя внешними второй и третьей дополнительными печатными СЩЛ (фиг.2) в области отрезков сигнальной и дополнительной сигнальной полосковых линий; на фиг.6 упрощенно изображено поперечное сечение планарной антенны с двумя внешними пятой и шестой дополнительными диэлектрическими подложками в области отрезков сигнальной и дополнительной сигнальной полосковых линий; на фиг.7 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с шириной диэлектрических подложек, равной ширине максимального раскрыва апертуры антенны и, например, с линейным сужением по внутренней боковой кромке металлических пластин печатной СЩЛ в области апертуры в области печатной СЩЛ; на фиг.8 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с шириной диэлектрических подложек больше ширины максимального раскрыва апертуры антенны в области печатной СЩЛ; на фиг.9 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с апертурным отрезком печатной ОСЩЛ, подключенным в области максимального раскрыва апертуры антенны в области СЩЛ; на фиг.10 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1), в которой с установлен в области апертурного отрезка печатной ОСЩЛ один директор, в виде полоскового проводника прямоугольной формы в области печатной СЩЛ; на фиг.11 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с шириной диэлектрической подложки, равной ширине максимального раскрыва апертуры, и сужением в области апертуры металлических пластин печатной СЩЛ по внутренней боковой кромке, например, выпуклой формы в области печатной СЩЛ; на фиг.12 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с шириной диэлектрической подложки, равной ширине максимального раскрыва апертуры, и сужением в области апертуры металлических пластин печатной СЩЛ по внутренней боковой кромке, например, вогнутой формы в области печатной СЩЛ; на фиг.13 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с сужением линейной формы по внешним боковым кромкам металлических пластин печатной СЩЛ вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры в области печатной СЩЛ; на. фиг.14 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с сужением, например, выпуклой формы по внешним боковым кромкам металлических пластин печатной СЩЛ вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры в области печатной СЩЛ; на фиг.15 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с сужением, например, вогнутой формы по внешним боковым кромкам металлических пластин печатной СЩЛ вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры в области печатной СЩЛ; на фиг.16 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с расширением линейной формы по внешним боковым кромкам металлических пластин печатной СЩЛ вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры в области печатной СЩЛ; на фиг.17 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с расширением, например, выпуклой формы по внешним боковым кромкам металлических пластин печатной СЩЛ вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры в области печатной СЩЛ; на фиг.18 упрощенно изображено продольное сечение планарной антенны (фиг.1) с расширением, например, вогнутой формы по внешним боковым кромкам металлических пластин печатной СЩЛ вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры; на фиг.19 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым проводником возбуждающего элемента в форме прямоугольника; на фиг.20 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым проводником возбуждающего элемента, расширяющимся линейно по двум внешним боковым кромкам в направлении от области минимального раскрыва апертуры к области максимального раскрыва апертуры; на фиг.21 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым проводником возбуждающегося элемента, расширяющимся по двум внешним боковым кромкам нелинейно-вогнутой формы по направлению от области минимального раскрыва апертуры к области максимального раскрыва апертуры; на фиг.22 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым проводником возбуждающего элемента расширяющимся по двум внешним боковым кромкам нелинейно-выпуклой формы по направлению от области минимального раскрыва к области максимального раскрыва апертуры; на фиг.23 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с переходным устройством в виде осесимметричного ленточного проводника; на фиг.24 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с переходным устройством в виде воздушного зазора между торцом отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии и торцом полоскового проводника возбуждающего элемента; на фиг.25 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1), в которой переходное устройство, в виде полупроводникового элемента, включено в воздушный зазор между торцом отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии и торцом полоскового проводника возбуждающего элемента; на фиг.26 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым согласующим элементом, состоящим из трех попарно идентичных импедансных шлейфов в форме ленточного проводника, которые соединены гальванически с внешними боковыми кромками полоскового проводника возбуждающего элемента; на фиг.27 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым согласующим элементом, состоящим из одной пары идентичных неоднородных импедансных шлейфа, выполненных в форме треугольного полоскового проводника, которые соединены гальванически с внешними боковыми кромками полоскового проводника возбуждающего элемента; на фиг.28 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым согласующим элементом, состоящим из двух пар попарно идентичных неоднородных импедансных шлейфов в форме треугольного полоскового проводника, которые соединены гальванически с внешними боковыми кромками полоскового проводника возбуждающего элемента; на фиг.29 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым согласующим элементом, состоящим из неоднородного импедансного шлейфа в форме равнобедренного треугольного полоскового проводника, который соединен гальванически с торцевой боковой кромкой полоскового проводника возбуждающего элемента; на фиг.30 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым согласующим элементом, состоящим из одной пары идентичных неоднородных импедансных шлейфов, которые соединены однородной электромагнитной связью с внешними боковыми кромками полоскового проводника возбуждающего элемента; на фиг.31 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с полосковым согласующим элементом, состоящим из одной пары идентичных неоднородных импедансных шлейфов, которые соединены неоднородной электромагнитной связью с внешними боковыми кромками полоскового проводника возбуждающего элемента; на фиг.32 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1), в которой к концу отрезка сигнального полоскового проводника в области печатной ОСЩЛ подключена гальванически импедансная нагрузка в виде полосковой области, например, в форме сектора; на фиг.33 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1, в которой к концу отрезка сигнального полоскового проводника в области печатной ОСЩЛ подключена гальванически импедансная нагрузка в виде полосковой области, например, в форме круга; на фиг.34 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с гальваническим подключением металлических импедансных пластин контактными элементами, выполненными в виде стержня, к металлическим пластинам печатной СЩЛ в области максимального раскрыва апертуры; на фиг.35 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с гальваническим подключением металлических импедансных пластин контактными элементами, выполненными в виде ленточного проводника, по всей длине внешней боковой кромки к металлическим пластинам СЩЛ; на фиг.36 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с металлической импедансной пластиной, постоянной ширины вдоль продольной оси симметрии, соединенной контактным элементом в виде стержня с металлической пластиной печатной СЩЛ в области максимального раскрыва апертуры; на фиг.37 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с металлической импедансной пластиной линейно уменьшающейся ширины вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры; на фиг.38 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с металлической импедансной пластиной уменьшающейся ширины выпуклой формы вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры; на фиг.39 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с металлической импедансной пластиной уменьшающейся ширины вогнутой формы вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры; на фиг.40 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с металлической импедансной пластиной линейно увеличивающейся ширины вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры; на фиг.41 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с металлической импедансной пластиной увеличивающейся ширины выпуклой формы вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры; на фиг.42 - пример выполнения планарной антенны (фиг.1) с металлической импедансной пластиной увеличивающейся ширины вогнутой формы вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва.Figure 1 schematically shows the design of a planar antenna with two dielectric substrates; figure 2 schematically shows the design of a planar antenna with two additional dielectric substrates and with two additional printed SLR; figure 3 shows a simplified cross-section of a planar antenna with two dielectric substrates (figure 1) in the region of the segments of the signal and additional signal strip lines; figure 4 shows a simplified cross-section of a planar antenna with two external third and fourth additional dielectric substrates (figure 1) in the region of the signal segments and the additional signal strip lines; figure 5 shows a simplified cross-sectional view of a planar antenna with two external second and third additional printed AWLs (figure 2) in the region of the signal and additional signal strip lines; figure 6 is a simplified depiction of a cross-section of a planar antenna with two external fifth and sixth additional dielectric substrates in the region of the signal segments and the additional signal strip lines; Fig. 7 simplistically shows a longitudinal section of a planar antenna (Fig. 1) with a width of dielectric substrates equal to the width of the maximum aperture of the antenna aperture and, for example, with a linear narrowing along the inner lateral edge of the metal plates of the printed ASC in the area of the aperture in the printed ASC area; on Fig simplified is a longitudinal section of a planar antenna (figure 1) with a width of dielectric substrates greater than the width of the maximum aperture of the aperture of the antenna in the area of the printed SLR; figure 9 shows a simplified longitudinal section of a planar antenna (figure 1) with an aperture segment of the printed OSPL connected in the region of the maximum aperture of the aperture of the antenna in the region of the ALS; figure 10 shows a simplified longitudinal section of a planar antenna (figure 1), in which one director is installed in the region of the aperture segment of the printed OSL, in the form of a rectangular strip conductor in the area of the printed SSL; in Fig. 11, a longitudinal section of a planar antenna (Fig. 1) is simplified, with the width of the dielectric substrate equal to the width of the maximum aperture and narrowing in the aperture of the metal plates of the printed ALB along the inner lateral edge, for example, of a convex shape in the region of the printed ALB; on Fig simplified is a longitudinal section of a planar antenna (Fig. 1) with a dielectric substrate width equal to the width of the maximum aperture opening, and a narrowing in the aperture region of the metal plates of the printed ALB along the inner lateral edge, for example, of a concave shape in the region of the printed ALB; in Fig. 13, a longitudinal section of a planar antenna (Fig. 1) is simplified, with a linear shape narrowing along the outer lateral edges of the metal plates of the printed ASC along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of the maximum aperture to the region of the minimum aperture in the printed ASC; on. Fig. 14 shows a simplified longitudinal section of a planar antenna (Fig. 1) with a narrowing, for example, of a convex shape along the outer lateral edges of the metal plates of the printed alkali metal along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of minimal aperture opening in the printed alkaline region; Fig. 15 shows a simplified longitudinal section of a planar antenna (Fig. 1) with a narrowing, for example, of a concave shape along the outer lateral edges of the metal plates of the printed alkali metal screen along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of minimal aperture opening in the printed circuitous area ; Fig. 16 shows a simplified longitudinal section of a planar antenna (Fig. 1) with a linear extension along the outer lateral edges of the metal plates of the printed alkali metal sheet along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of minimal aperture opening in the printed circuitous area; Fig. 17 shows a simplified longitudinal section of a planar antenna (Fig. 1) with an extension, for example, of a convex shape along the outer lateral edges of the metal plates of the printed alkali groove along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of minimal aperture opening in the printed alkali area ; Fig. 18 shows a simplified longitudinal section of a planar antenna (Fig. 1) with an extension, for example, of a concave shape along the outer lateral edges of the metal plates of the printed slit along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of minimum aperture opening; in Fig.19 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a strip conductor of the exciting element in the form of a rectangle; in Fig.20 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a strip conductor of the exciting element expanding linearly along two external lateral edges in the direction from the region of the minimum aperture to the region of the maximum aperture; in Fig.21 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a strip conductor of the excited element, expanding along two external lateral edges of a nonlinearly concave shape in the direction from the region of the minimum aperture opening to the region of the maximum aperture opening; in Fig.22 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a strip conductor of the exciting element expanding along two external lateral edges of a nonlinearly convex shape in the direction from the region of the minimum aperture to the region of the maximum aperture; in Fig.23 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a transition device in the form of an axisymmetric ribbon conductor; in Fig.24 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a transition device in the form of an air gap between the end face of a segment of an additional signal strip line and the end face of the strip conductor of the exciting element; on Fig - an example of a planar antenna (figure 1), in which the transition device, in the form of a semiconductor element, is included in the air gap between the end face of the segment of the additional signal strip line and the end face of the strip conductor of the exciting element; in Fig.26 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a strip matching element consisting of three pairwise identical impedance loops in the form of a ribbon conductor, which are galvanically connected to the outer side edges of the strip conductor of the exciting element; in Fig.27 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a strip matching element consisting of one pair of identical inhomogeneous impedance loops made in the form of a triangular strip conductor, which are galvanically connected to the outer side edges of the strip conductor of the exciting element; in Fig.28 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a strip matching element consisting of two pairs of pairwise identical inhomogeneous impedance loops in the form of a triangular strip conductor, which are galvanically connected to the outer side edges of the strip conductor of the exciting element; in Fig.29 - an example of a planar antenna (Fig.1) with a strip matching element, consisting of a heterogeneous impedance loop in the form of an isosceles triangular strip conductor, which is galvanically connected to the end side edge of the strip conductor of the exciting element; on Fig - an example of a planar antenna (figure 1) with a strip matching element, consisting of one pair of identical inhomogeneous impedance loops, which are connected by a homogeneous electromagnetic coupling with the outer side edges of the strip conductor of the exciting element; on Fig - an example of a planar antenna (figure 1) with a strip matching element, consisting of one pair of identical inhomogeneous impedance loops, which are connected by an inhomogeneous electromagnetic coupling with the outer side edges of the strip conductor of the exciting element; in Fig.32 is an example of a planar antenna (Fig.1), in which a galvanically impedance load is connected in the form of a strip region, for example, in the form of a sector; in Fig.33 is an example of a planar antenna (Fig.1, in which a galvanic impedance load is connected in the form of a strip region, for example, in the form of a circle, to the end of a segment of a signal strip conductor in the area of the printed OSL; Fig. 34 is an example of a planar antenna (Fig. 1) with galvanic connection of metal impedance plates with contact elements made in the form of a rod to the metal plates of the printed ASC in the region of the maximum aperture opening; Fig. 35 is an example of a planar antenna (Fig. 1) with galvanic connection of metal impedance plates with contact elements made in the form of a ribbon conductor, along the entire length of the outer lateral edge to the metal plates of the SSHL; in Fig. 36 is an example of a planar antenna (Fig. 1) with a metal impedance plate, of constant width along the longitudinal axis symmetry connected by a contact element in the form of a rod with a metal plate of a printed slab in the region of maximum aperture opening; in Fig.37 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a metal impedance plate of linearly decreasing width along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of minimum aperture opening; in Fig.38 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a metal impedance plate of decreasing width of a convex shape along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture opening to the area of minimum aperture opening; in Fig.39 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a metal impedance plate of decreasing concave width along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of minimum aperture opening; in Fig.40 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a metal impedance plate of linearly increasing width along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture opening to the region of minimum aperture opening; on Fig - an example of a planar antenna (figure 1) with a metal impedance plate of increasing width of a convex shape along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture to the area of minimum aperture; in Fig.42 is an example of a planar antenna (Fig.1) with a metal impedance plate of increasing width of a concave shape along the longitudinal axis of symmetry in the direction from the region of maximum aperture to the area of minimum aperture.
Планарная антенна (фиг.1) содержит печатную СЩЛ 1, образованную двумя идентичными металлическими пластинами 2, которые соединены между собой с одной стороны металлической перемычкой 3 и размещены на одной поверхности диэлектрической подложки 4, на другой поверхности диэлектрической подложки 4 расположен отрезок сигнальной полосковой линии 5, при этом апертура антенны образована отрезком расширяющейся печатной СЩЛ 6, который является продолжением отрезка печатной ОСЩЛ 7, а образующие ее идентичные металлические пластины 2 выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке 8 от области начала расширения отрезка печатной ОСЩЛ 7 до области максимального раскрыва апертуры антенны, при этом с одной стороны отрезок сигнальной полосковой линии 5 пересекает отрезок печатной ОСЩЛ 7 под прямым углом, а с другой стороны отрезок сигнальной полосковой линии 5 подключается к канализирующей линии передачи, при этом земляной поверхностью отрезка сигнальной полосковой линии является одна из металлических пластин 2 отрезка печатной ОСЩЛ 7, при этом дополнительная диэлектрическая подложка 9, идентичная диэлектрической подложке 4, одной поверхностью установлена на поверхность диэлектрической подложки 4 со стороны печатной СЩЛ 6 и полностью ее закрывает, а на другой поверхности которой размещен отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии 10, земляной поверхностью которого являются одна и другая металлические пластины 2 отрезка печатной ОСЩЛ 7, а продольная ось симметрии отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии 10 параллельна продольной оси симметрии отрезка печатной ОСЩЛ 7 и расположена с ней в одной плоскости, перпендикулярной диэлектрической подложке 4, причем отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии 10, с одной стороны расположенный в области апертуры антенны, подключен к возбуждающему элементу 11, выполненному в виде отрезка осесимметричного полоскового проводника. С другой стороны отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии 11, расположенный со стороны металлической перемычки 3, соединен с дополнительной канализирующей линией передачи, при этом продольная ось симметрии возбуждающего элемента 11 совмещена с продольной осью симметрии отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии 10.The planar antenna (Fig. 1) contains a printed
Вторая дополнительная диэлектрическая подложка 12 (фиг.2) одной поверхностью установлена на поверхность диэлектрической подложки 4 со стороны расположения отрезка сигнальной полосковой линии 5 и полностью ее закрывает, а третья дополнительная диэлектрическая подложка 13 одной поверхностью установлена на поверхность первой дополнительной диэлектрической подложки 9 со стороны расположения отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии 10 и полностью ее закрывает. Первая и вторая дополнительные печатные СЩЛ 14 и 15 установлены на другие поверхности второй и третьей дополнительных диэлектрических подложек 12 и 13 соответственно и расположены симметрично относительно плоскости расположения металлических пластин 2 печатной СЩЛ 1.The second additional dielectric substrate 12 (Fig. 2) is installed on one surface on the surface of the
Планарная антенна (фиг.1) в плоскости расположения печатной СЩЛ 1 может быть выполнена с апертурным отрезком 18 печатной ОСЩЛ 7 (фиг.9), при этом ширина апертурного отрезка 18 равна ширине расширяющейся печатной СЩЛ 6 в области максимального раскрыва апертуры. Директор 19 (фиг.10) в виде полоскового проводника установлен в области апертурного отрезка 18 печатной ОСЩЛ.The planar antenna (Fig. 1) in the plane of the location of the printed
Варианты выполнения внешних боковых кромок 20 металлических пластин 2 печатной СЩЛ вдоль продольной оси симметрии в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области минимального раскрыва апертуры в области печатной СЩЛ 1 показаны на фиг.13-18Embodiments of the outer
Варианты выполнения внешних боковых кромок 21 полоскового проводника возбуждающего элемента 11 показаны на фиг.19-22.Embodiments of the outer
Между торцом отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии 10 и торцом полоскового проводника возбуждающего элемента 11 может быть включено переходное устройство 22, которое выполнено в виде осесимметричного полоскового проводника, зазора, полупроводникового элемента с регулируемой электрическим путем емкостью (фиг.23-25 для планарной антенны - фиг.1). На каждую внешнюю боковую кромку полоскового проводника возбуждающего элемента 11 могут быть гальванически установлены три полосковых согласующих элемента 23, выполненных, например, в виде однородных импедансных шлейфов (фиг.26) или неоднородных импедансных шлейфов (фиг.27, 28), например, в виде равнобедренного треугольника, подключенного гальванически к торцевой боковой кромке 24 полоскового проводника возбуждающего элемента 11 (фиг.29).Between the end face of the segment of the additional
В планарной антенне полосковый согласующий элемент 23 выполнен в виде, например, пары неоднородных импедансных шлейфов, соединенных электромагнитно с одной и другой внешними боковыми кромками полоскового проводника возбуждающего элемента 11 в виде однородного зазора 25 и неоднородного зазора 26 соответственно (фиг.30, 31).In a planar antenna, the
В планарной антенне металлические импедансные пластины 28 гальванически соединены контактными элементами 29 с внешней боковой кромкой 20 металлических пластин 2 в области максимального раскрыва апертуры (фиг.35).In a planar antenna,
Планарная антенна работает следующим образом.A planar antenna operates as follows.
Работу планарной антенны рассмотрим раздельно по каждому каналу, т.е. по каналу поперечных электромагнитных волн и по каналу продольных электромагнитных волн. В режиме приема и излучения поперечных электромагнитных волн планарная антенна (фиг.1) работает следующим образом.We consider the operation of a planar antenna separately for each channel, i.e. along the channel of transverse electromagnetic waves and along the channel of longitudinal electromagnetic waves. In the mode of reception and radiation of transverse electromagnetic waves, a planar antenna (figure 1) operates as follows.
Входной СВЧ сигнал волны типа Т поступает на отрезок сигнальной полосковой линии 5, расположенный над металлической пластиной 2 отрезка печатной ОСЩЛ 7 и разделенный диэлектрической подложкой 4, т.е. на отрезок несимметричной полосковой линии волны типа Т. Область ортогонального пересечения отрезка сигнальной полосковой линии 5 и отрезка печатной ОСЩЛ 7, разделенных диэлектрической подложкой 4, представляет собой согласованный по волновому сопротивлению модоимпедансный трансформатор, где волна типа Т несимметричной полосковой линии трансформируется в волну типа H10 печатной ОСЩЛ (Гвоздев В.И., Нефедов Е.И. / Объемные интегральные схемы СВЧ // - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы // 1985. - 256 с., ил.). Возбудившаяся волна типа H10 в отрезке печатной ОСЩЛ 7 представляет собой поперечную электромагнитную волну с плоским фронтом, трансформируется в отрезке расширяющейся печатной СЩЛ 6, т.е. в апертуре, в поперечную электромагнитную волну типа H10, имеющую сферический фронт, которая и излучается в свободное пространство (Benoit Stockbroeckx, Andre Vander Vorst / Copolar and Cross-Polar Radiation of Vivaldi Antenna on Dielectric Substrate. // IEEE Trans / on Antenna and Propag. V.48, No.1, January 2000, pp.19-25). Аналогичным образом планарная антенна работает в режиме приема.An input microwave signal of a wave of type T is fed to a segment of a
В режиме приема и излучения продольных электромагнитных волн планарная антенна работает следующим образом.In the mode of reception and emission of longitudinal electromagnetic waves, a planar antenna operates as follows.
Входной СВЧ сигнал волны типа Т поступает на отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии 10, разделенный дополнительной диэлектрической подложкой 9 от отрезка планарной ОСЩЛ 7 и расположенный симметрично относительно металлических пластин 2, ее образующих, которые в свою очередь для отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии 10 являются земляными пластинами, т.е. на отрезок копланарной полосковой линии волны типа Т. (Sachse K., Sowicki A. // New microstrip transmission lines for microwave integrated circuits. // In: IEEE Proc. Microwave Symp. // 1979, p.468-470.) К отрезку дополнительной сигнальной полосковой линии 10 в области апертуры антенны, т.е. в области расширяющейся печатной СЩЛ 6, соосно подключен возбуждающий элемент 11, который выполняется в виде отрезка осесимметричного полоскового проводника. Металлические пластины 2, образующие отрезок печатной ОСЩЛ 7 и отрезок расширяющейся печатной СЩЛ 6, соединенные между собой металлической перемычкой 3, находятся под одним потенциалом и при этом одновременно выполняют две функции, а именно земляных пластин по отношению к отрезку дополнительной сигнальной полосковой линии 10 и апертуру антенны, причем сам отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии 10 находится под другим потенциалом. Область апертуры антенны с возбуждающим элементом 11, имеющим тот же потенциал, что и отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии 10, можно рассматривать как две идентичные неоднородные линии передачи поперечной электромагнитной волны типа Т с общим центральным проводником, а именно общий проводник - отрезок дополнительной сигнальной полосковой линии 10, а два других проводника - одна и другая металлические пластины 2 печатной СЩЛ 1. Возбуждающим элементом 11 на поверхностях одной и другой металлических пластин 2 возбуждаются поверхностные токи проводимости, соответствующие поперечной электромагнитной волне типа Т. Возбуждаемый поверхностный ток проводимости на поверхности каждой металлической пластины 2 в области апертуры антенны порождает вектор электрического поля Е, который характеризуется двумя составляющими электрического поля E|| и E⊥ относительно продольной оси симметрии антенны. Первая из них E|| - параллельна продольной оси симметрии антенны, а вторая E⊥ - ортогональна оси симметрии антенны. В силу симметрии антенны относительно координатной плоскости, проходящей через середину диэлектрических подложек 4 и 9, и перпендикулярно им составляющие электрического поля E|| ориентированы одинаково и, соответственно, суммируются в апертуре, а составляющие электрического поля E⊥ ориентированы встречно и соответственно взаимно компенсируются в апертуре. В результате суммирования всех составляющих электрического поля E|| на металлических пластинах 2 печатной СЩЛ 1 в апертуре происходит формирование и излучение продольной электромагнитной волны. Таким образом, происходит трансформация первичной поперечной электромагнитной волны во вторичную продольную электромагнитную волну, излучаемую в свободное пространство.An input microwave signal of a wave of type T is fed to a segment of an additional
Ортогональное пересечение отрезка сигнальной полосковой линии 5 и отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии 10, разделенных диэлектрической и дополнительной диэлектрической подложками 4 и 9 соответственно, обеспечивает между ними высокий уровень развязки.The orthogonal intersection of the segment of the
Таким образом, планарная антенна (фиг.1) на одну апертуру может принимать и излучать, по раздельным развязанным каналам, продольные и поперечные электромагнитные волны.Thus, a planar antenna (Fig. 1) per one aperture can receive and emit, along separate decoupled channels, longitudinal and transverse electromagnetic waves.
Планарная антенна (фиг.2) с дополнительными первой 14 и второй 15 печатными СЩЛ (фиг.5) позволяет на раздельные апертуры принимать и излучать поперечные и продольные электромагнитные волны.A planar antenna (FIG. 2) with additional first 14 and second 15 printed SSLs (FIG. 5) allows receiving and emitting transverse and longitudinal electromagnetic waves on separate apertures.
Использование дополнительных второй 12 и третьей 13 диэлектрических подложек (фиг.4) в планарной антенне (фиг.1) позволяет уменьшить потери на излучение отрезков сигнальной 5 и дополнительной сигнальной 10 полосковых линий.The use of additional second 12 and third 13 dielectric substrates (FIG. 4) in a planar antenna (FIG. 1) allows to reduce radiation losses of
Использование дополнительных четвертой 16 и пятой 17 диэлектрических подложек (фиг.6) обеспечивает однородность диэлектрического заполнения для планарной антенны (фиг.2).The use of additional fourth 16 and fifth 17 dielectric substrates (FIG. 6) ensures uniformity of the dielectric filling for the planar antenna (FIG. 2).
В конструкциях антенн могут использоваться различные:In antenna designs can be used various:
- размеры диэлектрической подложки 4 по отношению к максимальному раскрыву апертуры антенны (фиг.7 и 8);- the dimensions of the
- апертурный отрезок 18 печатной ОСЩЛ, который подключен к области максимального раскрыва апертуры антенны (фиг.9);-
- директор 19, который установлен в области апертурного отрезка 18 печатной ОСЩЛ (фиг.10);-
- формы металлических пластин 2 по внутренней боковой кромке 8 в области апертуры антенны (фиг.11 и 12);- the shape of the
- формы металлических пластин 2 по внешней боковой кромке 20 антенны (фиг.13 - 18);- the shape of the
- формы пластин возбуждающих элементов 11 (фиг.19 - 22);- the shape of the plates of the exciting elements 11 (Fig.19 - 22);
- виды выполнения переходных устройств 22 для соединения отрезка дополнительной сигнальной полосковой линии 10 с возбуждающим элементом 11 (фиг.23 - 25);- types of
- варианты согласующих устройств 23 возбуждающего элемента 11 (фиг.26 - 31);-
- варианты выполнения импедансной нагрузки 27 для согласования отрезка сигнальной полосковой линии 5 (фиг.32 и 33);- embodiments of the
- варианты подключения контактными элементами 29 металлических импедансных пластин 28 к внешним боковым кромкам 20 металлических пластин 2 печатной СЩЛ 1 (фиг.34 и 35);- options for connecting
- варианты выполнения форм металлических импедансных пластин 28 (фиг.36 - 42).- embodiments of the forms of metal impedance plates 28 (Fig.36 - 42).
Таким образом, оптимально выбирая: структуру планарной антенны (фиг.1 - 6), размеры диэлектрической подложки 4 (фиг.7 и 8), использование апертурного отрезка 18 (фиг.9), директора 19 (фиг.10), форму выполнения апертуры по внутренней боковой кромке 8 (фиг.11 и 12), форму выполнения металлических пластин 2 по внешней боковой кромке 20 (фиг.13 - 18), форму пластин возбуждающих элементов 11 (фиг.19 - 22), вид переходного устройства 22 (фиг.23 - 25), вид согласующего устройства 23 и способ их подключения (фиг.26-31), вид импедансной нагрузки 27 (фиг.32 и 33), варианты подключения контактными элементами 29 металлических импедансных пластин 28 к внешним боковым кромкам 20 металлических пластин 2 печатной СЩЛ 1 (фиг.34 и 35), форму металлических импедансных пластин 28 (фиг.36 - 42), получаем конструкцию планарной антенны на заданные электрические характеристики.Thus, optimally choosing: the structure of the planar antenna (Fig.1 - 6), the dimensions of the dielectric substrate 4 (Fig.7 and 8), the use of the aperture segment 18 (Fig.9), director 19 (Fig.10), the shape of the aperture along the inner lateral edge 8 (Fig.11 and 12), the shape of the
Claims (37)
y=a·x±m/n,
где а - коэффициент, задается действительным числом;
m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем n>m;
х - координата, соответствующая продольной оси антенны.36. The planar antenna according to claim 9, or 11, or 13, characterized in that the non-linear function has the form
y = a x ± 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 the antenna.
y=aebx+cedx,
где а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительными числами;
x - координата, соответствующая продольной оси антенны. 37. The planar antenna according to claim 9, or 11, or 13, 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 the antenna.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141793/07A RU2400881C1 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Planar antenna |
| PCT/RU2010/000607 WO2011059364A1 (en) | 2009-11-11 | 2010-10-21 | Planar antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141793/07A RU2400881C1 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Planar antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2400881C1 true RU2400881C1 (en) | 2010-09-27 |
Family
ID=42940538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009141793/07A RU2400881C1 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Planar antenna |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2400881C1 (en) |
| WO (1) | WO2011059364A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2483402C2 (en) * | 2011-06-22 | 2013-05-27 | Закрытое акционерное общество "АЭРО-КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Low-profile six-loop short-circuited slit antenna for microwave frequency range |
| RU2584502C2 (en) * | 2013-12-30 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Microstrip line with stable delay |
| RU2593910C2 (en) * | 2014-07-11 | 2016-08-10 | Закрытое акционерное общество "ИРКОС" | Vivaldi antenna with printed lens on single dielectric substrate |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3941125C2 (en) * | 1989-12-13 | 2001-02-22 | Daimlerchrysler Aerospace Ag | Planar broadband antenna |
| US5278575A (en) * | 1991-09-26 | 1994-01-11 | Hughes Aircraft Company | Broadband microstrip to slotline transition |
| JP3434655B2 (en) * | 1996-12-06 | 2003-08-11 | 株式会社リコー | Planar antennas and antenna arrays |
| RU2298268C1 (en) * | 2005-09-23 | 2007-04-27 | Евгений Анатольевич Никитин | Antenna |
-
2009
- 2009-11-11 RU RU2009141793/07A patent/RU2400881C1/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-10-21 WO PCT/RU2010/000607 patent/WO2011059364A1/en active Application Filing
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2483402C2 (en) * | 2011-06-22 | 2013-05-27 | Закрытое акционерное общество "АЭРО-КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Low-profile six-loop short-circuited slit antenna for microwave frequency range |
| RU2584502C2 (en) * | 2013-12-30 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Microstrip line with stable delay |
| RU2593910C2 (en) * | 2014-07-11 | 2016-08-10 | Закрытое акционерное общество "ИРКОС" | Vivaldi antenna with printed lens on single dielectric substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011059364A1 (en) | 2011-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6972727B1 (en) | One-dimensional and two-dimensional electronically scanned slotted waveguide antennas using tunable band gap surfaces | |
| Zhou et al. | Design of a wideband dual-polarization full-corporate waveguide feed antenna array | |
| Chen et al. | Low-cost high gain planar antenna array for 60-GHz band applications | |
| EP1158605B1 (en) | V-Slot antenna for circular polarization | |
| Xu et al. | CPW center-fed single-layer SIW slot antenna array for automotive radars | |
| RU2400876C1 (en) | Printed antenna | |
| Wójcik et al. | High port-to-port isolation dual-polarized antenna array dedicated for full-duplex base stations | |
| US7079082B2 (en) | Coplanar waveguide continuous transverse stub (CPW-CTS) antenna for wireless communications | |
| CN107949954A (en) | Passive series-feed electronic guide dielectric travelling wave array | |
| US9817105B2 (en) | Stacked waveguide substrate, radio communication module, and radar system | |
| US20200373666A1 (en) | Multiband antenna, wireless communication module, and wireless communication device | |
| CN109428152A (en) | Antenna element, trailer-mounted radar and automobile | |
| EP3780279A1 (en) | Array antenna apparatus and communication device | |
| CN109428153A (en) | Antenna element, trailer-mounted radar and automobile | |
| RU2400881C1 (en) | Planar antenna | |
| Herzi et al. | Antipodal Vivaldi antenna array with high gain and reduced mutual coupling for UWB applications | |
| RU2409880C1 (en) | Antenna | |
| Liu et al. | Design of a cavity-backed slot array unit cell on inverted microstrip gap waveguide | |
| RU2395142C1 (en) | Antenna | |
| RU2298268C1 (en) | Antenna | |
| Wang et al. | An untilted EDGE‐slotted waveguide antenna array with very low cross‐polarization | |
| JP6474634B2 (en) | Planar array antenna | |
| Dumanli et al. | Closely spaced array of cavity backed slot antennas with pin curtains walls | |
| Ranga et al. | Planar-monopole-fed, surface-mounted quasi-TEM horn antenna for UWB systems | |
| RU2207670C1 (en) | Antenna |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181112 |