RU2479080C1 - Broadband microstrip antenna with trapezoidal cross section - Google Patents
Broadband microstrip antenna with trapezoidal cross section Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479080C1 RU2479080C1 RU2011135576/07A RU2011135576A RU2479080C1 RU 2479080 C1 RU2479080 C1 RU 2479080C1 RU 2011135576/07 A RU2011135576/07 A RU 2011135576/07A RU 2011135576 A RU2011135576 A RU 2011135576A RU 2479080 C1 RU2479080 C1 RU 2479080C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- microstrip antenna
- microstrip
- rectangular
- symmetry
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антенно-фидерным устройствам, и может быть использовано преимущественно в системах радиосвязи и радионавигации.The invention relates to the field of radio engineering, in particular to antenna-feeder devices, and can be used mainly in radio communication systems and radio navigation.
Известна конструкция микрополосковой антенны (патент РФ 2020664, МПК H01Q 1/38), содержащей разделенный диэлектрической подложкой прямоугольный излучатель, имеющий треугольную форму в поперечном сечении, и экран, возбуждаемый коаксиальным кабелем, в которой в результате изменения изгиба излучающего элемента изменяется толщина полуоткрытого резонатора, образованного экраном и излучающим элементом. Следовательно, в резонаторе возбуждается не только основной тип волн ТЕ110, что соответствует типовому для микрополосковой антенны режиму с излучением волн горизонтальной поляризации, но и волны типа ТЕ011, что приводит к излучению также волн с вертикальной поляризацией.A known design of a microstrip antenna (RF patent 2020664, IPC
Существенными недостатками микрополосковой антенны (патент РФ №2020664, МПК H01Q 1/38) является то, что при небольшой толщине резонатора (при углах изгиба излучающего элемента α>50°) режим работы с вертикальной поляризацией волн является эффективным только в области высоких частот, кроме того, способ возбуждения микрополосковой антенны на основе коаксиального кабеля приводит к узкой полосе рабочих частот.Significant disadvantages of the microstrip antenna (RF patent No. 2020664, IPC
Известна конструкция монопольной антенны (патент US 006788295 В2, МПК H01Q 9/00), содержащая эллиптический излучатель, имеющий треугольную форму в поперечном сечении, параллельную малой оси эллипса, с одним или двумя прямоугольными вырезами, параллельными большой оси эллипса, коаксиальный кабель или согласующее устройство из полосковой линии, осуществляющие возбуждение антенны. При этом излучающий элемент изогнут либо в направлении излучения, либо против направления излучения монопольной антенны с образованием двугранного угла симметрично относительно малой оси эллипса, чем достигается простота изготовления и легкость подстройки входных сопротивлений за счет изменения изгиба антенного элемента совместно с площадью вырезов, легкость интегрирования в радиотехнические системы.A known design of a monopole antenna (patent US 006788295 B2, IPC
Существенными недостатками данной антенны являются малая полоса пропускания (не более 10% от несущей частоты) и низкое значение коэффициента усиления в рабочей полосе частот.Significant disadvantages of this antenna are a small bandwidth (not more than 10% of the carrier frequency) and a low gain in the working frequency band.
Наиболее близким техническим решением является выбранная в качестве прототипа микрополосковая антенная решетка (Chia-Luan Tang, Jyh-Ying Chiou, Kin-Lu Wong. BROADBAND DUAL-FREQUENCY V-SHAPE PATCH ANTENNA // MICROWAVE AND OPTICAL TECHNOLOGY LETTERS. - 2000. - Vol.25. - №2, April. - P.121-123), содержащая прямоугольный излучатель, экранную плоскость, имеющую в центре Н-образную щель и возбуждаемая микрополосоковой линией со шлейфом, расположенная над экраном антенны, при этом излучатель изогнут в направлении излучения с образованием двугранного угла симметрично относительно плоскости симметрии, проходящей через ось симметрии возбуждающей микрополосковой линии.The closest technical solution is the microstrip antenna array selected as a prototype (Chia-Luan Tang, Jyh-Ying Chiou, Kin-Lu Wong. BROADBAND DUAL-FREQUENCY V-SHAPE PATCH ANTENNA // MICROWAVE AND OPTICAL TECHNOLOGY LETTERS. - 2000. - Vol. .25. - No. 2, April. - P.121-123) containing a rectangular emitter, a screen plane having an H-shaped slot in the center and excited by a microstrip line with a loop located above the antenna screen, while the emitter is curved in the radiation direction with the formation of a dihedral angle symmetrically with respect to the plane of symmetry passing through about the symmetry of the exciting microstrip line.
Существенным недостатком микрополосковой антенны данной конструкции, ограничивающим возможности ее использования в качестве широкодиапазонной антенны портативного радиотехнического комплекса, является низкий уровень усиления, обусловленный тем, что в резонаторе, образованном излучателем и экранной плоскостью, появляется несколько типов волн, наличие которых формирует в электромагнитное поле две поляризации - горизонтальную и вертикальную, поскольку излучатель изогнут в сторону излучения антенны.A significant drawback of the microstrip antenna of this design, limiting the possibility of its use as a wide-range antenna of a portable radio complex, is the low gain due to the fact that several types of waves appear in the resonator formed by the emitter and the screen plane, the presence of which forms two polarizations in the electromagnetic field - horizontal and vertical, since the emitter is bent towards the radiation of the antenna.
Технический результат изобретения заключается в увеличении коэффициента усиления антенны (более 9 дБ в рабочем диапазоне частот) и полосы рабочих частот по уровню 10% отраженной мощности (более 50% от несущей).The technical result of the invention is to increase the antenna gain (more than 9 dB in the operating frequency range) and the operating frequency band at the level of 10% of the reflected power (more than 50% of the carrier).
Технический результат достигается тем, что в микрополосковой антенне, включающей прямоугольный излучатель, экранную плоскость, имеющую в центре Н-образную щель, и возбуждаемой микрополосоковой линией со шлейфом, расположенной над экраном антенны, излучающий элемент изогнут в направлении излучения микрополосковой антенны таким образом, что в поперечном сечении имеет трапецеидальную форму, симметрично относительно плоскости симметрии микрополосковой антенны, проходящей через оси симметрии экранной плоскости с Н-образной щелью, прямоугольного излучающего элемента и возбуждающей микрополосковой линии.The technical result is achieved in that in a microstrip antenna including a rectangular radiator, a screen plane having an H-shaped slit in the center, and an excited microstrip line with a loop located above the antenna screen, the radiating element is bent in the direction of radiation of the microstrip antenna so that the cross section has a trapezoidal shape, symmetrically with respect to the plane of symmetry of the microstrip antenna passing through the axis of symmetry of the screen plane with an H-shaped slot, directly golnogo radiating element and the exciting microstrip line.
На фиг.1 изображена конструкция трапецеидальной антенны; на фиг.2 приведена зависимость коэффициента отражения от частоты в рабочем диапазоне 1,5-2,5 ГГц; на фиг.3 приведена диаграмма Вольперта-Смита входного сопротивления антенны; на фиг.4 приведена зависимость коэффициента усиления от частоты в рабочем диапазоне частот.Figure 1 shows the construction of a trapezoidal antenna; figure 2 shows the dependence of the reflection coefficient on the frequency in the operating range of 1.5-2.5 GHz; figure 3 shows a diagram of the Volpert-Smith input impedance of the antenna; figure 4 shows the dependence of the gain on the frequency in the operating frequency range.
Микрополосковая антенна содержит прямоугольный излучатель 1, состоящий из основания 2 и боковых частей 3, расположенных под углом к основанию 2, экранную плоскость с Н-вырезом 4, микрополосковую линию 5 со шлейфом 6, диэлектрическую подложку 7 и экран антенны 8.The microstrip antenna contains a
СВЧ-энергия, поступающая по микрополосковой линии 5 и шлейфу 6 и образующая совместно с подложкой 7 и экраном 8 плоский волновод, излучается в пространство над экраном 8. Изменение длины шлейфа позволяет изменить входное сопротивление антенны, а значит подстроить уровень согласования с линией питания. Наличие Н-образной щели в экранной плоскости 4 является наилучшим решением для создания эффективной связи, а также для уменьшения обратного излучения антенны между возбуждающей микрополосковой линией 5 и излучателем 1. При такой системе возбуждения и связи достигается широкая полоса частот более 50% по уровню 10% отраженной мощности. Кроме того, в результате изгиба прямоугольного излучающего элемента в резонаторе, образованном излучателем 1 и экранной плоскостью 4, возбуждается преимущественно основной тип волны ТЕ110, имеющей горизонтальную поляризацию. А боковые части излучателя вносят, с одной стороны, волны типа ТЕ011, имеющие вертикальную поляризацию и ухудшающие характеристику усиления, с другой стороны, увеличивают апертуру антенны, что в свою очередь позволяет увеличить коэффициент усиления.Microwave energy coming through microstrip line 5 and
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011135576/07A RU2479080C1 (en) | 2011-08-25 | 2011-08-25 | Broadband microstrip antenna with trapezoidal cross section |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011135576/07A RU2479080C1 (en) | 2011-08-25 | 2011-08-25 | Broadband microstrip antenna with trapezoidal cross section |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011135576A RU2011135576A (en) | 2013-02-27 |
RU2479080C1 true RU2479080C1 (en) | 2013-04-10 |
Family
ID=49120047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011135576/07A RU2479080C1 (en) | 2011-08-25 | 2011-08-25 | Broadband microstrip antenna with trapezoidal cross section |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2479080C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103401068B (en) * | 2013-08-08 | 2015-06-03 | 西安电子科技大学 | High-gain wideband stereoscopic slot Yagi antenna |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0552095A1 (en) * | 1992-01-14 | 1993-07-21 | SAT (Société Anonyme de Télécommunications) | Directional antenna with high gain and with heatproof radiating element |
RU2020664C1 (en) * | 1989-04-05 | 1994-09-30 | Российский институт радионавигации и времени | Microstrip antenna |
EP0516303B1 (en) * | 1991-05-14 | 1997-03-12 | Sony Corporation | Planar antenna |
US6788295B1 (en) * | 1999-05-26 | 2004-09-07 | Tactex Controls, Inc. | Touch pad using a non-electrical deformable pressure sensor |
RU2382450C1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-02-20 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Broadband horn-microstrip antenna |
RU2386199C1 (en) * | 2009-01-11 | 2010-04-10 | Открытое Акционерное Общество "Радиотехнический Институт Имени Академика А.Л. Минца" | Wideband waveguide slot double-channel radiating device of circular polarisation |
-
2011
- 2011-08-25 RU RU2011135576/07A patent/RU2479080C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2020664C1 (en) * | 1989-04-05 | 1994-09-30 | Российский институт радионавигации и времени | Microstrip antenna |
EP0516303B1 (en) * | 1991-05-14 | 1997-03-12 | Sony Corporation | Planar antenna |
EP0552095A1 (en) * | 1992-01-14 | 1993-07-21 | SAT (Société Anonyme de Télécommunications) | Directional antenna with high gain and with heatproof radiating element |
US6788295B1 (en) * | 1999-05-26 | 2004-09-07 | Tactex Controls, Inc. | Touch pad using a non-electrical deformable pressure sensor |
RU2386199C1 (en) * | 2009-01-11 | 2010-04-10 | Открытое Акционерное Общество "Радиотехнический Институт Имени Академика А.Л. Минца" | Wideband waveguide slot double-channel radiating device of circular polarisation |
RU2382450C1 (en) * | 2009-03-23 | 2010-02-20 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Broadband horn-microstrip antenna |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
CHIA-LUNG TANG, JYH-YING CHIOU, KIN-LU WONG. Broadband dual-frequency V-shape patch antenna // Microwave and optical technology letters. 2000. - Vol.25. - №2, April. - P.121-123. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011135576A (en) | 2013-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ranga et al. | An ultra-wideband quasi-planar antenna with enhanced gain | |
Zhu et al. | Low-profile directional ultra-wideband antenna for see-through-wall imaging applications | |
JP2010050700A (en) | Antenna device, and array antenna device with the same | |
JP2011217360A (en) | Antenna | |
Kohli et al. | Design and optimization of multiband fractal microstrip patch antenna for wireless applications | |
Deshmukh et al. | Broadband proximity fed modified E-shaped microstrip antenna | |
Sanyal et al. | Miniaturized band notched UWB antenna with improved fidelity factor and pattern stability | |
RU191904U1 (en) | Broadband Microstrip Dipole Antenna | |
KR100729627B1 (en) | UWB antenna with uni -directional radiation pattern | |
RU2479080C1 (en) | Broadband microstrip antenna with trapezoidal cross section | |
Deshmukh et al. | Broadband rectangular slot cut modified circular microstrip antenna | |
Deshmukh et al. | Dual band dual polarized modified circular microstrip antenna | |
US20230010074A1 (en) | Electromagnetic band-gap structure | |
Mukherjee et al. | A novel hemispherical dielectric resonator antenna with rectangular slot and defected ground structure for low cross polar and wideband applications | |
Ramanandraibe et al. | A half-loop antenna associated with one SRR cell | |
Deshmukh et al. | Dual band dual polarized slot cut modified circular microstrip antenna | |
RU2752288C2 (en) | Dual-band emitter for antenna array | |
Divya et al. | Enhancement of Isolation in Dual-band Hemispherical DRA using DGS for MIMO Systems | |
Deshmukh et al. | Proximity Fed Rectangular Microstrip Antenna Using Parasitic Semi-Circular Shaped Patches | |
Huq et al. | Design of a triple band microstrip patch antenna for cellular and Wi-Fi application | |
Kumar et al. | Design and analysis of tagged-T antenna for 5G applications | |
Ather et al. | Broadband CPW-fed Rectangular Antenna with parasitic patches | |
Chang et al. | Compact dual-band quasi-self-complementary antenna for WLAN application | |
Deshmukh et al. | Multi-Band Square Microstrip Antenna Using Defected Ground Plane | |
Rathod et al. | Compact wideband arrow shaped microstrip antenna for wireless communication systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140826 |