ПАНЕЛЬНАЯ АНТЕННА Российский патент 2006 года по МПК H01Q21/08 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к панельным антеннам, в том числе к панельным антенным решеткам для сотовых систем связи, предназначенным как для передачи, так и приема радиосигналов.

Известны антенные решетки, содержащие линейно расположенные излучатели, включающие дипольные элементы и отражатель, например ER 1174946, Н 01 Q 21/26, опубликовано 23.01.2002 г.

Также известны антенные решетки, содержащие плоские излучатели, каждый из которых состоит из двух расстроенных по частоте полуволновых вибраторов, закрепленных на противоположных плоскостях диэлектрической подложки, например RU 2225663, Н 01 Q 1/38, опубликовано 10.03.2004 г.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании панельной антенны, имеющей характеристики приема и передачи, необходимые для сотовых систем связи, в частности, требуемую форму диаграммы направленности при уменьшении уровня заднего лепестка, повышенной механической прочности и являющейся более экономичной в изготовлении.

Решение указанной задачи представляет собой панельную антенну, содержащую по меньшей мере один излучатель с питающим коаксиальным кабелем, сумматор-делитель, разъем для подключения приемопередающей аппаратуры и отражатель, при этом излучатель выполнен в виде плоской металлической рамки со щелью, внутренний проводник кабеля соединен с одной половинкой рамки, а внешний проводник с другой половинкой рамки, плоскость рамки параллельна отражателю, рамка в точках нулевого потенциала имеет пластины для ее крепления к отражателю.

Кроме того, плоский отражатель может иметь пластины, расположенные по его продольным краям под углом менее 180 градусов к указанному отражателю.

Антенна содержит один, два, три или более излучателей с одинаковой поляризацией, щели которых расположены поперек продольной оси антенны.

Панельная антенна снабжена средством снижения КСВН в рабочем диапазоне частот, представляющим собой шлейфы в виде четырех пластин, выполненных параллельно щели, величина отгиба которых регулирует величину КСВН, концевые участки пластин отогнуты в противоположные стороны.

Кроме того, антенна снабжена сумматором-делителем, соединенным с разъемом для подключения приемопередающей аппаратуры, и каждым из питающих коаксиальных кабелей излучателей. Сумматор-делитель может быть выполнен в виде печатной схемы либо в виде отрезков кабелей с разным волновым сопротивлением и соединителями.

Длины питающих кабелей до каждого из излучателя могут быть одинаковыми, также длины питающих кабелей для двух соседних излучателей могут отличаться на половину длины волны в кабеле (фазовый сдвиг 180 градусов), при этом сами излучатели по узлу питания развернуты в пространстве на 180 градусов.

Антенна может иметь радиопрозрачное укрытие в виде колпака из стеклопластика обтекаемой формы. Корпус антенны может одновременно являться отражателем.

На фиг.1 показан общий вид излучателя;

На фиг.2 - вид антенной решетки на примере четырех излучателей без радиопрозрачного укрытия;

На фиг.3 - общий вид панельной антенны с радиопрозрачным укрытием.

Антенна содержит по меньшей степени один излучатель 1 с питающим коаксиальным кабелем 2, имеющим внешний проводник 3 и внутренний проводник 4. Излучатель 1 представляет собой плоскую металлическую рамку со щелью 5, с четырьмя шлейфами 6, величина отгиба которых регулирует КСВН в рабочем диапазоне частот. Длина рамки по усредненной линии определяет среднюю рабочую частоту, а форма внутреннего контура рамки создает распределенные реактивности для согласования в широком диапазоне частот. Рамка вдоль оси симметрии, совпадающей с осью щели, в точках нулевого потенциала имеет пластины 7 для крепления ее к рефлектору 8. Выбранная форма рамки позволяет создать излучение в широком диапазоне частот, при увеличении механической прочности и упрощении конструкции антенны, а также обеспечить заземление по постоянному току.

В состав антенны входят также корпус-рефлектор 8, крепежные кронштейны 9, сумматор-делитель 10, разъем 11 для подключения приемопередающей аппаратуры и радиопрозрачное укрытие 12 для обеспечения защиты антенны от воздействия климатических факторов и механических повреждений.

При работе панельной антенны на прием падающая электромагнитная волна возбуждает в излучателях 1 сигналы, которые по питающим коаксиальным кабелям 2 поступают в сумматор-делитель 10, обеспечивающий объединение этих сигналов с заданными весами, и далее передаются через разъем 11 на приемопередающую аппаратуру (не показана).

При работе панельной антенны на передачу сигнал от передатчика приемопередающей аппаратуры (не показан) поступает на разъем 11, передается в сумматор-делитель 10, который обеспечивает деление в заданном соотношении. Полученные в результате деления сигналы по питающим коаксиальным кабелям 2 подаются на излучатели 1, каждый из которых возбуждает в пространстве электромагнитную волну. Электромагнитные волны каждого из излучателей складываются в пространстве со своими амплитудами и фазами и создают необходимую диаграмму направленности антенной решетки.

Плоская конструкция излучателей 1, механически связанных с пластинами 13 рефлектора 8, позволяют создать простую (экономичную в изготовлении) и одновременно механически прочную конструкцию панельной антенны с необходимыми диаграммами направленности и с низким уровнем заднего излучения.

Изобретение относится к панельным антеннам, в том числе к панельным антенным решеткам для сотовых систем связи, предназначенным как для передачи, так и для приема радиосигналов. Технический результат заключается в создании панельной антенны с требуемой формой диаграммы направленности при уменьшении уровня заднего лепестка, повышенной механической прочности и более экономичной в изготовлении. Сущность изобретения состоит в том, что антенна включает в себя ряд излучателей, рефлектор, сумматор-делитель, радиопрозрачное укрытие и разъем для подключения приемо-передающей аппаратуры. Излучатель выполнен в виде плоской металлической рамки со щелью и четырьмя шлейфами, которые могут быть отогнуты. Рамка имеет пластины для ее крепления к отражателю. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Антенна, состоящая из одного или нескольких излучателей, каждый из которых питается коаксиальным кабелем, сумматора-делителя, разъема для подключения приемопередающей аппаратуры и отражателя, при этом излучатель выполнен в виде металлической рамки со щелью и четырьмя шлейфами, внутренний проводник кабеля соединен с одной половинкой рамки, а внешний проводник - с другой половинкой рамки, плоскость рамки параллельна отражателю, рамка имеет пластины крепления излучателя к отражателю.2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что шлейфы отогнуты.3. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что на соседние излучатели подается противофазное питание и одновременно соседние излучатели развернуты между собой на 180°, что позволяет получить более широкую полосу частот.4. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что содержит радиопрозрачное укрытие.5. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что коаксиальный кабель имеет снятую изоляцию над щелью и центральная жила его закорочена на оплетку на расстоянии 1/4 длины волны в кабеле относительно середины щели.