RU2560746C1 - Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности - Google Patents

Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности Download PDF

Info

Publication number
RU2560746C1
RU2560746C1 RU2014122360/28A RU2014122360A RU2560746C1 RU 2560746 C1 RU2560746 C1 RU 2560746C1 RU 2014122360/28 A RU2014122360/28 A RU 2014122360/28A RU 2014122360 A RU2014122360 A RU 2014122360A RU 2560746 C1 RU2560746 C1 RU 2560746C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibrator
reflector
radiating element
circuit board
dielectric elements
Prior art date
Application number
RU2014122360/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Бернатович Гузовский
Дмитрий Сергеевич Ермихин
Алексей Александрович Кирюхин
Дмитрий Иванович Назаркин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации, Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2014122360/28A priority Critical patent/RU2560746C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2560746C1 publication Critical patent/RU2560746C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Изобретение относится к антенной технике. Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки содержит вибратор, согласующий трансформатор, токопроводящий рефлектор, соединитель и диэлектрические элементы. При этом диэлектрические элементы выполнены из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, размещены и жестко закреплены между концами вибратора и рефлектором. Устройство также содержит пассивный элемент и дополнительные диэлектрические элементы, выполненные из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, размещенные и жестко закрепленные между концами пассивного элемента и вибратором. Вибратор, согласующий трансформатор и пассивный элемент выполнены посредством технологии производства печатных плат, в виде участков металлизированного слоя на изоляционном основании печатной платы излучателя. Диэлектрические элементы выполнены в виде частей кронштейнов, а рефлектор выполнен либо прямолинейным, либо П-образным. Технический результат - расширение полосы рабочих частот. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антенной технике, и может быть использовано в радиолокации, связи, при разработке фазированных антенных решеток.
Известен излучающий элемент дипольного типа (Патент США US 6008773, дата публикации 28.12.1999 г., МПК: H01Q 9/28). Согласно описанию, излучающий элемент состоит из дипольного излучателя, согласующего трансформатора, пассивного элемента для расширения рабочей полосы частот, выполненных с использованием технологии производства печатных плат, и рефлектора.
К недостаткам данной антенны можно отнести значительные линейные размеры в E-плоскости, достигающие 0,5 λ, где λ - длина волны в свободном пространстве.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой антенне является излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки, предназначенный для использования в составе фазированной антенной решетки, установленной в элементах конструкции летательного аппарата (Патент на полезную модель RU №117228, дата публикации 20.06.2012 г., МПК: H01Q 21/00), который выбран в качестве прототипа. Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки содержит укороченный симметричный вибратор, согласующий трансформатор, токопроводящий рефлектор с установленными на нем перегородками, соединитель для подключения к выходу приемопередатчика, а также диэлектрические элементы, выполненные из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, размещенные и жестко закрепленные между концами вибратора и перегородками, установленными на поверхности рефлектора. Причем вибратор и согласующий трансформатор выполнены с использованием технологии производства печатных плат, в виде участков металлизированного слоя на изоляционном основании печатной платы.
Недостатком данного технического решения является относительно узкая полоса рабочих частот, свойственная укороченным излучающим элементам.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является расширение полосы рабочих частот излучающего элемента малогабаритной фазированной антенной решетки.
Технический результат достигается тем, что излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности содержит вибратор, согласующий трансформатор, токопроводящий рефлектор, соединитель для подключения к выходу приемопередатчика, диэлектрические элементы, выполненные из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, размещенные между концами вибратора и рефлектором. При этом он отличается от прототипа тем, что дополнительно включает пассивный элемент и дополнительные диэлектрические элементы, выполненные из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, размещенные и жестко закрепленные между вибратором и концами пассивного элемента. Причем вибратор, пассивный элемент и согласующий трансформатор выполнены с использованием технологии производства печатных плат, в виде участков металлизированного слоя на изоляционном основании печатной платы.
При этом введенные в конструкцию излучателя дополнительные диэлектрические элементы могут быть выполнены либо как отдельные детали конструкции излучателя, либо могут являться частью конструкции кронштейнов из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, используемых для крепления печатной платы излучателя на поверхности рефлектора.
Причем рефлектор излучающего элемента может быть выполнен как прямолинейным, так и П-образным.
Сущность изобретения поясняется Фиг. 1-6.
На Фиг. 1 представлена конструкция излучающего элемента малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности, где:
1 - вибратор;
2 - согласующий трансформатор;
3 - пассивный элемент;
4 - рефлектор;
5 -диэлектрические элементы;
6 - печатная плата;
7 - соединитель;
8 - дополнительные диэлектрические элементы,
9 - крепежный элемент.
Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности содержит вибратор 1, согласующий трансформатор 2, пассивный элемент 3, рефлектор 4, диэлектрические элементы 5, размещенные на печатной плате 6, а также соединитель 7 и дополнительные диэлектрические элементы 8. При этом вибратор 1, согласующий трансформатор 2 и пассивный элемент 3 выполнены посредством технологии производства печатных плат, в виде участков металлизированного слоя на изоляционном основании печатной платы 6.
Посредством соединителя 7 излучающий элемент подключается к распределительной системе фазированной антенной решетки.
Дополнительные диэлектрические элементы 8 размещены и жестко закреплены между вибратором 1 и концами пассивного элемента 3. Дополнительные диэлектрические элементы 8 могут быть выполнены либо как отдельные детали конструкции излучателя, либо являться частью конструкции кронштейнов из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, используемых для крепления печатной платы излучателя на поверхности рефлектора 4.
Работа излучающего элемента малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности осуществляется следующим образом. В состав излучающего элемента входит укороченный симметричный вибратор 1 с частотой резонанса f1. Укорочение вибратора 1 осуществляется посредством расположенных вблизи его концов диэлектрических элементов 5, изготовленных из материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1. Питание вибратора высокочастотным сигналом осуществляется посредством согласующего трансформатора 2, подключенного через соединитель 7 к распределительной системе фазированной антенной решетки. На расстоянии примерно λ/100 (где λ - длина волны в свободном пространстве) от края вибратора установлен пассивный элемент 3 из токопроводящего материала. Между концами пассивного элемента 3 и вибратором 1 размещены и жестко закреплены дополнительные диэлектрические элементы 8, изготовленные из материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1. Расположение дополнительных диэлектрических элементов 8 в пространстве между концами пассивного элемента 3 и вибратором 1 вызывает повышение плотности электрического поля в близлежащем объеме и эквивалентно созданию сосредоточенных емкостей. Данные сосредоточенные емкости, соединяющие концы пассивного элемента 3 и излучающую часть вибратора 1 между ними, а также пассивный элемент 3, образуют резонансный контур для частоты f2.
На Фиг. 2 представлен график зависимости коэффициента отражения от частоты для прототипа и предложенной конструкции излучателя. Как видно из графика, наличие дополнительного резонанса на частоте f2 более высокой, чем частота резонанса вибратора f1, позволяет существенно расширить полосу рабочих частот антенны. Предложенная конструкция излучающего элемента малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности имеет полосу частот согласования по уровню 10 дБ - около 30%, то есть большую, чем у прототипа - около 10%, при тех же линейных размерах в Е-плоскости 0,165 λ, где λ - длина волны в свободном пространстве, что позволяет конструировать компактные малогабаритные фазированные антенные решетки из излучателей, обладающие значительно большим диапазоном рабочих частот.
На Фиг. 3 приведено распределение поверхностного тока в предложенной конструкции излучателя при питании высокочастотным сигналом с частотой f1.
На Фиг. 4 приведено распределение поверхностного тока в предложенной конструкции излучателя при питании высокочастотным сигналом с частотой f2. Условно изображенные стрелками на Фиг. 3 и 4 поверхностные токи, протекающие по проводящей поверхности излучающих элементов антенны, формируют электромагнитное поле антенны.
Практическое применение излучающего элемента малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности рассмотрим на примере излучателя малогабаритной фазированной антенной решетки дециметрового диапазона волн. На Фиг. 5 представлена конструкция излучающего элемента. Вибратор 1, пассивный элемент 3 и согласующий трансформатор 2 выполнены с использованием технологии производства печатных плат, в виде участков металлизированного слоя на изоляционном основании печатной платы 6. Роль диэлектрических элементов, использующихся для укорочения физической длины излучателя в Е-плоскости, выполняют расположенные между концами вибратора 1 и рефлектором 4 части конструкции кронштейнов 5 для установки печатной платы 6 на поверхности рефлектора 4. Роль дополнительных диэлектрических элементов, использующихся для расширения диапазонности излучателя, выполняют расположенные между концами пассивного элемента 3 и вибратором 1 части конструкции кронштейнов 5. Крепление печатной платы 6 на поверхности рефлектора 4 посредством кронштейна 5 осуществляется при помощи крепежных элементов 9 (например, винтов). К согласующему трансформатору 2 через соединитель 7 подключается распределительная система фазированной антенной решетки. Использование в качестве диэлектрических элементов и дополнительных диэлектрических элементов частей конструкции кронштейнов 5, изготовленных из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, позволяет упростить конструкцию в случае необходимости применения кронштейнов для придания жесткости конструкции, а также получить излучающий элемент с повышенной диапазонностью и малым линейным размером в Е-плоскости. Рефлектор 4 также может иметь прямолинейную форму, как показано на 6.
Таким образом, предложенная конструкция позволяет расширить полосу рабочих частот излучающего элемента малогабаритной фазированной антенной решетки.

Claims (4)

1. Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности, содержащий вибратор, согласующий трансформатор, токопроводящий рефлектор, соединитель, диэлектрические элементы, выполненные из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, размещенные и жестко закрепленные между концами вибратора и рефлектором, отличающийся тем, что дополнительно включает пассивный элемент и дополнительные диэлектрические элементы, выполненные из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1, размещенные и жестко закрепленные между концами пассивного элемента и вибратором, при этом вибратор, согласующий трансформатор и пассивный элемент выполнены посредством технологии производства печатных плат, в виде участков металлизированного слоя на изоляционном основании печатной платы излучателя.
2. Излучающий элемент по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрические элементы и дополнительные диэлектрические элементы выполнены в виде частей конструкции кронштейнов, изготовленных из радиопрозрачного материала с диэлектрической проницаемостью ξ>>1 и используемых для крепления печатной платы излучателя к поверхности рефлектора.
3. Излучающий элемент по п. 1, отличающийся тем, что рефлектор выполнен прямолинейным.
4. Излучающий элемент по п. 1, отличающийся тем, что рефлектор выполнен П-образным.
RU2014122360/28A 2014-06-02 2014-06-02 Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности RU2560746C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014122360/28A RU2560746C1 (ru) 2014-06-02 2014-06-02 Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014122360/28A RU2560746C1 (ru) 2014-06-02 2014-06-02 Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2560746C1 true RU2560746C1 (ru) 2015-08-20

Family

ID=53880816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014122360/28A RU2560746C1 (ru) 2014-06-02 2014-06-02 Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2560746C1 (ru)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336543A (en) * 1977-05-18 1982-06-22 Grumman Corporation Electronically scanned aircraft antenna system having a linear array of yagi elements
US6229491B1 (en) * 1992-08-31 2001-05-08 Northrop Grumman Corporation Compact Yagi antenna array for aircraft
US7061431B1 (en) * 2004-07-30 2006-06-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Segmented microstrip patch antenna with exponential capacitive loading
CN201285801Y (zh) * 2008-09-28 2009-08-05 ***通信集团公司 一种天线辐射单元
CN102437416A (zh) * 2011-08-25 2012-05-02 电子科技大学 一种带有寄生单元的宽带低交叉极化印刷偶极子天线
RU117228U1 (ru) * 2012-01-30 2012-06-20 Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки
US20120293387A1 (en) * 2010-10-22 2012-11-22 Panasonic Corporation Antenna apparatus provided with dipole antenna and parasitic element pairs as arranged at intervals
US8558748B2 (en) * 2009-10-19 2013-10-15 Ralink Technology Corp. Printed dual-band Yagi-Uda antenna and circular polarization antenna

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336543A (en) * 1977-05-18 1982-06-22 Grumman Corporation Electronically scanned aircraft antenna system having a linear array of yagi elements
US6229491B1 (en) * 1992-08-31 2001-05-08 Northrop Grumman Corporation Compact Yagi antenna array for aircraft
US7061431B1 (en) * 2004-07-30 2006-06-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Segmented microstrip patch antenna with exponential capacitive loading
CN201285801Y (zh) * 2008-09-28 2009-08-05 ***通信集团公司 一种天线辐射单元
US8558748B2 (en) * 2009-10-19 2013-10-15 Ralink Technology Corp. Printed dual-band Yagi-Uda antenna and circular polarization antenna
US20120293387A1 (en) * 2010-10-22 2012-11-22 Panasonic Corporation Antenna apparatus provided with dipole antenna and parasitic element pairs as arranged at intervals
CN102437416A (zh) * 2011-08-25 2012-05-02 电子科技大学 一种带有寄生单元的宽带低交叉极化印刷偶极子天线
RU117228U1 (ru) * 2012-01-30 2012-06-20 Открытое акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106463842B (zh) 使用具有天线隔离规定的电容式耦合复合环形天线的天线***
RU2704206C2 (ru) Миниатюрная антенна с двойной поляризацией для базовой станции
JP6819753B2 (ja) アンテナ装置及び無線装置
Mishra An overview of microstrip antenna
JP2018061277A5 (ru)
KR101306547B1 (ko) 평면형 역 에프 안테나용 방사체 및 이를 이용한 안테나
KR101505595B1 (ko) 탑 로우딩된 미앤더 선로 방사체의 소형 안테나
US10205244B2 (en) Platform independent antenna
JP6258045B2 (ja) アンテナ
Haraz et al. New dense dielectric patch array antenna for future 5G short-range communications
KR101867444B1 (ko) 안테나 장치 및 단말
Baba et al. Design of miniaturized multiband patch antenna using CSRR for WLAN/WiMAX applications
Nissanov et al. MmWave/THz reconfigurable ultra-wideband (UWB) microstrip antenna
JP2009060403A (ja) 無線装置および無線装置が備えるアンテナ
Whittow et al. Applications and future prospects for microstrip antennas using heterogeneous and complex 3-D geometry substrates
Redzwan et al. Dual-band Planar Inverted F Antenna with parasitic element for LTE and WiMAX mobile communication
RU2560746C1 (ru) Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности
Kang et al. Very small size printed monopole with embedded chip inductor for 2.4/5.2/5.8 GHz WLAN laptop computer antenna
KR101965227B1 (ko) 안테나 장치
JP7425868B2 (ja) 電磁バンドギャップ構造物
RU2335834C1 (ru) Сверхширокополосная приемо-передающая антенна
Sharma et al. Microstrip E-shaped patch antenna for ISM band at 5.3 GHz frequency application
RU117228U1 (ru) Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки
Lu et al. Design of high gain planar dipole array antenna for WLAN application
Li et al. Pattern-reconfigurable antenna for on-body communication