МИКРОПОЛОСКОВАЯ АНТЕННА Российский патент 1994 года по МПК H01Q1/38 

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам и может быть использовано преимущественно в качестве самолетной антенны в системах радиосвязи и радионавигации.

Целью изобретения является обеспечение одновременной работы антенны как в режиме горизонтальной поляризации измерения волн, так и в режиме вертикальной их поляризации.

Сущность изобретения заключается в том, что в многополосковой антенне (МПА), состоящей из квадратного излучающего элемента и проводящего экрана, возбуждаемой коаксиальным фидером, внешний проводник которого соединен с экраном, а внутренний проходит через экран и соединен с излучающим элементом в точке, расположенной на его линии симметрии, излучающий элемент согнут на угол α, причем 50^о ≥ α ≥ 0^о.

Совокупность перечисленных признаков является новой по сравнению с прототипом и не обнаружена в известных технических решениях. Это определяет существенные отличия предлагаемой антенны и обеспечивает возможность ее использования в качестве многофункциональной антенны, работающей в режимах как с горизонтальной, так и с вертикальной поляризацией излучаемых волн.

В результате изгиба излучающего элемента увеличивается толщина полуоткрытого резонатора, образованного экраном и излучающим элементом. В связи с этим в резонаторе возбуждается не только основной тип волн ТЕ₁₁₀, что соответствует типовому для МПА режиму с излучением волн горизонтальной поляризации, но и волны типа ТЕ₀₁₁, что приводит к излучению также волн с вертикальной поляризацией. Однако при небольшой толщине резонатора (при углах изгиба излучающего элемента α > 50^о) режим работы с вертикальной поляризацией волн является эффективным только в области высоких частот. По мере увеличения изгиба излучающего элемента (уменьшения угла α) нижняя граница диапазона рабочих частот антенны с вертикальной поляризацией смещается в область более низких частот и при углах изгиба α ≅ 50^о антенна может излучать волны как с горизонтальной, так и с вертикальной поляризацией поля на одной рабочей частоте.

На чертеже приведена конструкция предлагаемой антенны.

Она содержит плоский проводящий экран 1 и излучающий квадратный элемент 2. Внешний проводник коаксиального фидера 4 присоединен к экрану 1, а его центральный проводник 5 проходит через экран 1 и подсоединен к излучающему элементу 2 в точке возбуждения 6, расположенной на линии симметрии 7 излучающего элемента 2. Излучающий элемент согнут по линии симметрии 7 на угол α, причем 50^о ≥ α ≥ 0^о.

Предлагаемая антенна работает следующим образом.

Электромагнитная энергия через коаксиальный фидер 4 поступает в полуоткрытый микрополосковый резонатор с воздушным заполнением, образованный экраном 1 и излучающим элементом 2, и излучается в пространство через щели, образованные краями излучателя и экраном. В результате увеличения толщины полуоткрытого резонатора, что вызвано изгибом излучающего элемента, в нем возбуждается не только основной тип волн ТЕ₁₁₀ (режим МПА), но и тип волн ТЕ₀₁₁, что приводит к излучению волн не только с горизонтальной, но и с вертикальной поляризацией электромагнитного поля. Согласно принципу взаимности, антенна при работе в режиме приема имеет те же характеристики, что и при описанной работе в режиме передачи.

Для исследования характеристик предлагаемой антенны было изготовлено несколько ее макетов с различными углами изгиба излучающего элемента α .

Использование: самолетная антенна для систем радиосвязи и радионавигация. Сущность изобретения: в микрополосковой антенне, состоящей из квадратного излучающего элемента и плоского проводящего экрана, излучающий элемент изогнут относительно плоскости симметрии, проходящей через середины сторон квадрата, с образованием двугранного угла α , причем 0 ≅ α ≅ 50^° с раскрывом в направлении излучения. Обеспечивается возможность одновременной работы с горизонтальной и вертиклаьной поляризацией излучения. 1 ил.

МИКРОПОЛОСКОВАЯ АНТЕННА, содержащая разделенные диэлектрической подложкой прямоугольный металлический экран и прямоугольный излучающий элемент, питающий коаксиальный кабель, при этом излучающий элемент изогнут в направлении излучения микрополосковой антенны с образованием двугранного угла симметрично относительно плоскости симметрии микрополосковой антенны, проходящей через оси симметрии прямоугольного металлического экрана и прямоугольного излучающего элемента, внутренний проводник питающего коаксиального кабеля подключен к излучающему элементу в точке, расположенной на оси симметрии микрополосковой антенны, а внешний проводник соединен с прямоугольным металлическим экраном, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения одновременной работы в режимах горизонтальной и вертикальной поляризации поля излучения, прямоугольный металлический экран выполнен плоским, а излучающий элемент выполнен в виде квадрата, изогнутого с образованием двугранного угла α причем 0 ≅ α ≅ 50^o