АНТЕННА Российский патент 1994 года по МПК H01Q1/38 

Изобретение относится к ленточным микрополосковым вибраторам и может быть использовано в радиосвязи и телевидении.

Целью изобретения является расширение полосы частот при небольших расстояниях вибратора до экрана (приблизительно на расстояниях не более 0,05-0,1 λ) и снижение резонансной частоты.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство с печатным микрополосковым вибратором, где 1 - полуволновой неразрезной вибратор, 2 - двухпроводная линия, 3 - разомкнутый шлейф, 4 - возбудитель, 5 - экран; на фиг. 2 - конструкция предлагаемой печатной антенны; на фиг.3 - кривая КСВ в зависимости от частоты; на фиг.4 - диаграммы направленности в плоскостях E и H.

На фиг.2 с одной стороны подложки размещен печатный неразрезной вибратор 1 шириной W₁, к которому подводится один проводник двухпроводной линии 2 шириной W₂, другой проводник связан с разомкнутым шлейфом 3, расположенным на обратной стороне подложки под плечом вибратора 1. Желательно выбирать узкие вибраторы. Ширина разомкнутого шлейфа W₃ может быть больше, меньше или одинакова с шириной W₁ вибратора 1, но лучше брать более широкие полоски, а длина шлейфа может быть больше, меньше или равной половине длины вибратора. Двухпроводная линия возбуждается коаксиально-полосковым переходом 4. Подложка, имеющая толщину h, размещается над экраном на высоте Н.

На вибраторе прорезаются поперечные пазы (на фиг.2 по одному пазу на каждом плече). Для более значительного снижения резонансной частоты в случае применения разомкнутого шлейфа небольшой длины (короче плеча вибратора) прорезаются поперечные пазы на шлейфе. Чем длиннее пазы (при широком шлейфе) и чем больше их число, тем сильнее их влияние на резонансную частоту вибратора и рабочую полосу частот. Проведены многочисленные экспериментальные исследования предлагаемой антенны при разных длине и ширине неразрезного вибратора и разомкнутого шлейфа и разном числе поперечных пазов, а также их влияния на согласование и относительную полосу частот. Например, на фиг.3 изображен график зависимости КСВ вблизи резонансной частоты макета антенны со следующими параметрами: длина вибратора L₁ = 110 мм, длина шлейфа L₂ = 60 мм, ширина неразрезного вибратора W₁ =10 мм, ширина шлейфа W₃ = 12 мм, ширина проводников двухпроводной линии W₂ = 8 мм, толщина подложки b = 2,5 мм, ε = 2,7 (ФАФ-4Д), высота Н = 10 мм, волновое сопротивление коаксиального кабеля 50 Ом. Резонансная частота 1080 МГц с КСВ = 1,5. Ширина полосы пропускания на уровне КСВ = 2 равна 1070-1105 МГц, что составляет приблизительно 3% от средней частоты. Диаграммы направленности по мощности в плоскостях E и H на частоте 1075 МГц указанного макета антенны изображены на фиг. 4. Ширина главного лепестка на уровне половинной мощности в плоскостях Е и Н составляет соответственно 81 и 87^о. Уровень лепестков 11,7 дБ.

Использование предлагаемого печатного неразрезного вибратора позволяет увеличить относительную полосу частот пропускания при расположении подложки с антенной на небольшой высоте над экраном (на высоте 0,02-0,15 λ), а применение поперечных пазов на вибраторах и особенно на разомкнутом шлейфе приводит к снижению резонансной частоты и расширению полосы пропускания.

Использование: печатные антенны для систем радиосвязи и телевидения. Сущность изобретения: печатный симметричный вибратор выполнен на одной стороне диэлектрической пластины. Питающий фидер в виде двухпроводной линии одним проводником, размещенным на той же стороне диэлектрической пластины вдоль оси симметрии вибратора, присоединен к его центру, а к другому проводнику, размещенному на другой стороне диэлектрической подложки симметрично первому проводнику, присоединен разомкнутый шлейф в виде отрезка проводника длиной 0,1 - 0,4 длины волны, расположенного под одним из плеч симметричного вибратора. Для снижения резонансной частоты в плечах вибратора или в шлейфе могут быть пазы. 4 ил.

1. АНТЕННА, содержащая расположенный над проводящим экраном симметричный печатный вибратор, размещенный на одной стороне диэлектрической пластины, и двухпроводную линию передачи, один проводник которой размещен на той же стороне диэлектрической пластины и присоединен к середине симметричного вибратора, а другой проводник расположен на другой стороне диэлектрической пластины, отличающаяся тем, что, с целью расширения полосы частот, второй проводник двухпроводной линии передачи подключен к введенному разомкнутому шлейфу, выполненному в виде отрезка проводника длиной (0,1 - 0,4) λ_o , где λ_o - длина волны в вакууме, размещенного на второй стороне диэлектрической пластины под одним из плеч симметричного вибратора параллельно ему. 2. Печатный неразрезный вибратор по п.1, отличающийся тем, что, с целью снижения резонансной частоты, в полуволновом вибраторе и в разомкнутом шлейфе выполнены поперечные пазы.