SU1608765A1 - Aerial - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к антенной технике и может быть использовано в качестве малогабаритной антенны с произвольной пол ризацией излучени . Целью изобретени   вл етс  расширение полосы частот и ослабление вли ни  погодных условий при возможности работы на двух ортогональных пол ризаци х. Дл  достижени  поставленной цели в антенне, содержащей квадратную рамку 2 и Т-образный согласующий элемент 3, присоединенный к середине одной из сторон квадрата, введены дополнительный Т-образный согласующий элемент 4 и установленна  в плоскости квадратной рамки 2 диэлектрическа  пластина 1, на противоположных поверхност х которой размещены периодические решетки крестообразных провод щих элементов 5, выполненных смещенными относительно друг друга по строкам и столбцам на половину периода периодической решетки. Периодические решетки крестообразных провод щих элементов образуют структуру искусственного диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью. Дополнительное замедление электромагнитной волны в квадратной рамке 2 позвол ет уменьшить ее резонансные размеры. Включение в цепь квадратной рамки 2 дополнительного Т-образного согласующего элемента 4 и потери в искусственном диэлектрике привод т к расширению полосы частот антенны. Больша  диэлектрическа  проницаемость диэлектрика ослабл ет вли ние погодных условий на частоту антенны. 2 ил.The invention relates to antenna technology and can be used as a compact antenna with an arbitrary polarization of radiation. The aim of the invention is the expansion of the frequency band and the weakening of the influence of weather conditions, with the possibility of working on two orthogonal polarizations. To achieve this goal, an additional T-shaped matching element 4 and a dielectric plate 1 installed in the plane of the square frame 2 are inserted on opposite surfaces in an antenna containing a square frame 2 and a T-shaped matching element 3 attached to the middle of one side of the square. which contains periodic gratings of X-shaped conductive elements 5, made offset from each other in rows and columns by half the period of the periodic grating. Periodic grids of cruciform conducting elements form the structure of an artificial dielectric with a high dielectric constant. Additional deceleration of the electromagnetic wave in square frame 2 reduces its resonant dimensions. The inclusion in the circuit of a square frame 2 of an additional T-shaped matching element 4 and losses in an artificial dielectric leads to an expansion of the antenna frequency band. The higher dielectric constant of the dielectric weakens the effect of weather conditions on the frequency of the antenna. 2 Il.

Description

fSVPfVfffSVPfVff

тt

Л.Мф5||L.Mf5 ||

OiOi

о оо Ltd

0505

сдsd

Изобретение относитс  к антенной технике и может быть использовано в качестве малогабаритной антенны с произвольной пол ризацией излучени .The invention relates to antenna technology and can be used as a compact antenna with an arbitrary polarization of radiation.

Цель изобретени  - расширение полосы частот и ослабление вли ни  погодных условий при возможности работы на двух ортогональных пол ризаци х.The purpose of the invention is the expansion of the frequency band and the weakening of the influence of weather conditions with the possibility of operating at two orthogonal polarizations.

На фиг. 1 изображена одна из сторон двухсторонней печатной платы, на которой выполнена антенна; на фиг. 2 - обратна  сторона указанной печатной платы.FIG. 1 shows one side of a double-sided printed circuit board on which an antenna is made; in fig. 2 - the reverse side of the specified circuit board.

Антенна содержит диэлектрическую пластину 1, на одной из поверхностей которой расположены (фиг. 1) замкнута  квадратна  рамка 2, первый 3 и второй 4 Т-образные согласующие элементы, присоединенные к серединам двух смежных сторон квадрата, и перва  периодическа  решетка крестообразных провод щих элементов 5, а на другой из поверхностей которой расположены (фиг. 2) замкнута  квадратна  рамка 6 и втора  пе- риодическа  решетка крестообразных элементов 7, причем периодические решетки крестообразных провод щих элементов 5, размещенные на двух противоположных сторонах диэлектрической пластины 1, смещены относительно друг друга по строкам и столбцам на половину периода периодической решетки . Размер стороны квадрата не более 0,2 Я,, где К - резонансна  длина волны.The antenna contains a dielectric plate 1, on one of the surfaces of which a square frame 2 is closed (Fig. 1), the first 3 and second 4 are T-shaped matching elements attached to the middle of two adjacent sides of the square, and the first periodic grid of cruciform conducting elements 5 and on the other of the surfaces of which are located (Fig. 2) a square frame 6 is closed and the second periodic grid of cruciform elements 7, with periodic lattices of cruciform conducting elements 5 placed on two pr from the opposite sides of the dielectric plate 1, are offset relative to each other in rows and columns by half the period of the periodic grating. The size of the side of the square is not more than 0.2 I ,, where K is the resonant wavelength.

Антенна работает следующим образом.The antenna works as follows.

Крестообразные провод щие элементы 5, перекрывающие каждый четырьм  лучами по одному лучу четырех крестообразных элементов 7, принадлежащих второй периодической решетке, размещенной на противоположной стороне диэлектрической пластины, образуют структуру искусственного диэлектрика с сильной емкостной св зью между провод щими элементами и поэтому обладающего увеличенной диэлектрической проницаемостью . При подаче на клеммы Т-образного согласующего элемента 3 высокочастотных колебаний, длина волны которых с учетом замедлени  в квадратной рамке равна периметру квадратных рамок 2 и 6, в последних возбуждаютс  сто чие волны тока, пучности которых совпадают с серединой стороны квадрата , к которой присоединен возбуждающий Т-образный согласующий элемент 3, и с серединой противоположной стороны квадрата, а узлы сто чих волн тока совпадают с серединами смежных сторон квадрата.The cross-shaped conductive elements 5, each overlapping with four rays one beam of four cross-shaped elements 7 belonging to the second periodic grid placed on the opposite side of the dielectric plate, form an artificial dielectric structure with a strong capacitive coupling between the conductive elements and therefore having an increased dielectric constant. When 3 high-frequency oscillations are applied to the T-shaped matching element, the wavelength of which, taking into account the deceleration in the square frame, is equal to the perimeter of the square frames 2 and 6, in the latter, current waves are excited, the antinodes coincide with the center The T-shaped matching element is 3, and on the middle of the opposite side of the square, and the nodes of the standing waves of current coincide with the midpoints of the adjacent sides of the square.

Квадратна  рамка 2 излучает в направлени х , перпендикул рных плоскости квадратной рамки 2, электромагнитную волнуThe square frame 2 emits an electromagnetic wave in directions perpendicular to the plane of the square frame 2

00

линейной пол ризации, плоскость которой параллельна сторонам квадрата, на которых расположены пучности сто чей волны тока. При подаче высокочастотных колебаний резонанс частоты только на клеммы дополнительного Т-образного согласующего элемента 4 плоскость пол ризации излучаемых электромагнитных волн измен етс  на ортогональную . При одновременной подаче высокочастотных колебаний резонансной частоты на клеммы обоих Т-образных согласующих элементов 3 и 4 в зависимости от амплитуды и фазы подведенных высокочастотных колебаний можно получить любой вид пол ризации излученной электромагнитной волны.linear polarization whose plane is parallel to the sides of the square on which the antinodes of the standing current wave are located. When high-frequency oscillations are applied, the frequency resonance only at the terminals of the additional T-shaped matching element 4 changes the polarization plane of the radiated electromagnetic waves to orthogonal. With simultaneous supply of high-frequency oscillations of the resonant frequency to the terminals of both T-shaped matching elements 3 and 4, depending on the amplitude and phase of the summed high-frequency oscillations, any kind of polarization of the radiated electromagnetic wave can be obtained.

5Наличие искусственного диэлектрика с5 The presence of an artificial dielectric with

увеличенной диэлектрической проницаемостью , несмотр  на малый его объем, позвол ет уменьшить скорость распространени  электромагнитной волны вдоль квадратной рамки 2 н 6 и за счет этого уменьшить размер стороны квадрата до 0,2 К и менее, вместо 0,25 у известного. Включение в цепь квадратной рамки 2 дополнительного Т-образного согласующего элемента и потери в искусственном диэлектрике привод т к расширениюincreased dielectric constant, despite its small volume, reduces the speed of propagation of an electromagnetic wave along the 2 n 6 square frame and thereby reduces the size of the side of the square to 0.2 K or less, instead of 0.25 for the known one. The inclusion in the circuit of a square frame 2 of an additional T-shaped matching element and losses in an artificial dielectric leads to expansion

5 полосы частот антенны, несмотр  на уменьшение сопротивлени  излучени , св занное с уменьшением геометрических размеров квадратной рамки 2.5 antenna frequency bands, despite the reduction in radiation resistance associated with a reduction in the geometric dimensions of the square frame 2.

Высока  диэлектрическа  проницаемость искусственного диэлектрика, размещенного вThe dielectric constant of an artificial dielectric located in

0 квадратной рамке 2 и 6, ослабл ет вли ние капель дожд , снега и гололеда, оседающих на антенну, на резонансную частоту антенны. Введение дополнительного Т-образного согласующего элемента позвол ет работать на двух ортогональных пол ризаци х.0 square frame 2 and 6, weakens the effect of rain, snow and ice droplets deposited on the antenna on the resonant frequency of the antenna. The introduction of an additional T-shaped matching element allows operation on two orthogonal polarisations.

5five

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Антенна, содержаща  квадратную рамку и Т-образный согласующий элемент, присоеQ диненный к середине одной стороны квадрата , отличающа с  тем, что, с целью расширени  полосы частот и ослаблени  вли ни  погодных условий при возможности работы на двух ортогональных пол ризаци х, введены дополнительный Т-образный согласую5 щий элемент и установленна  в плоскости квадратной рамки диэлектрическа  пластина , на противоположных поверхност х которой размещены периодические решетки крестообразных провод щих элементов, смещенные относительно друг друга по строкамAn antenna containing a square frame and a T-shaped matching element connected to the middle of one side of the square, characterized in that, in order to expand the frequency band and weaken the influence of weather conditions when it is possible to work on two orthogonal polarizations, additional T are introduced -shaped matching element and a dielectric plate installed in the plane of the square frame, on the opposite surfaces of which periodic gratings of cruciform conducting elements are placed, shifted relative to of each other in rows 0 и столбцам на половину периода периодической рещетки.0 and columns by half the period of the periodic lattice. фиг. 2FIG. 2