ШИРОКОПОЛОСНАЯ ЗИГЗАГООБРАЗНАЯ АНТЕННА Российский патент 2009 года по МПК H01Q9/16 

Описание патента на изобретение RU2373619C1

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антеннам, и может быть использовано в приемо-передающих устройствах на частотах выше 1 ГГц при использовании различных питающих линий.

Известно устройство «Плоская антенна для приема сигналов спутникового вещания» по авторскому свидетельству СССР №1617501, МПК H01Q 10/00, опубликованному в реферативном журнале «Изобретения стран мира» вып.106, №6, 1991 г. Устройство содержит прямоугольный металлический экран и два идентичных зигзагообразных ленточных проводника, расположенных в плоскости, параллельной плоскости экрана. Указанное устройство содержит также диэлектрическую подложку, на обеих сторонах которой имеются металлические ленточные проводники.

Другое известное устройство «Приемная телевизионная антенна» по патенту Австралии №576031, МПК H01Q 9/28, опубликованное в реферативном журнале «Радиотехника» №9, 1989 год, включает в себя активный излучатель (активный вибратор) в виде ромбических рамок (плечей). Ромбические рамки совмещены в одной плоскости одна внутри другой. Периметр каждой из рамок выбран таким образом, что они имеют разные резонансные частоты.

Недостатком известных антенн является большое входное сопротивление, невозможность получения низких значений КСВ в широком диапазоне частот и обеспечения согласования с различными питающими линиями по причине отсутствия дополнительных согласующих элементов.

Из известных решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство-прототип «Широкополосная зигзагообразная антенна с рефлектором» (Патент RU №2122762, МПК H01Q 19/00). Антенна содержит активный вибратор, состоящий из двух идентичных металлических плеч (ромбических рамок), расположенных симметрично относительно точек питания.

Недостатком устройства, принятого за прототип, является сложность конструкции и отсутствие согласования в широком диапазоне частот с различными питающими линиями.

Основной задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение согласования с различными питающими линиями, имеющими стандартизованные входные сопротивления 37,5 Ом и более.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является упрощение конструкции и расширение области применения за счет обеспечения согласования с различными питающими линиями.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной широкополосной зигзагообразной антенне, содержащей активный вибратор, состоящий из двух идентичных металлических плеч, расположенных симметрично относительно точек питания, согласно предложенному техническому решению, дополнительно содержится согласующий элемент, состоящий из двух проводящих плоскостей эллиптической формы, имеющих постоянный зазор относительно двух идентичных металлических плеч активного вибратора, при этом металлические плечи активного вибратора имеют эллиптическую форму, а ширина зазора между согласующим элементом и металлическими плечами активного вибратора и геометрические параметры согласующего элемента определяются компьютерным моделированием методом конечных разностей во временной области.

Выполнение металлических плеч активного вибратора эллиптической формы при наличии дополнительного согласующего элемента, состоящего из двух проводящих плоскостей эллиптической формы, расположенных с зазором относительно металлических плеч активного вибратора, позволяет осуществить взаимную компенсацию емкостной и индуктивной составляющих волнового сопротивления антенны в широком диапазоне частот.

В преимущественном варианте исполнения изобретения металлические плечи активного вибратора и согласующий элемент выполнены из плоской фольги, нанесенной на поверхность общей диэлектрической подложки, что может быть реализовано в малогабаритных печатных антеннах.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной широкополосной зигзагообразной антенне, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

На чертеже показан внешний вид предлагаемой широкополосной зигзагообразной антенны.

Широкополосная зигзагообразная антенна содержит активный вибратор, состоящий из двух идентичных металлических плеч 1 эллиптической формы, расположенных симметрично относительно точек питания, согласующий элемент 2, выполненный в виде двух металлических плоскостей эллиптической формы, размещенных на общей диэлектрической подложке 3. Каждая из плоскостей имеет постоянный зазор относительно соответствующего металлического плеча активного вибратора. Антенна содержит симметрирующее коаксиальное U-колено 4, расположенное в центре симметрии антенны и подключаемое к точкам питания. Геометрические параметры конструкции определяются компьютерным моделированием методом конечных разностей во временной области.

Широкополосная зигзагообразная антенна работает следующим образом.

Под воздействием напряжения, приложенного к точкам питания антенны, на поверхности антенны возникают токи, которые посредством согласующего элемента 2, состоящего из металлических плоскостей эллиптической формы, распределяются на четыре составляющие: токи, текущие по двум металлическим плечам 1 активного вибратора, и токи, текущие по двум эллиптическим плоскостям согласующего элемента 2. Таким образом, на металлических элементах антенны возникает сложная картина токов, формирующих электромагнитное поле.

Согласно предложенному изобретению создан макет широкополосной зигзагообразной антенны в малогабаритном исполнении на диэлектрической подложке, с полосой пропускания по уровню КСВН=2 в диапазоне порядка 50-55% от средней частоты, коэффициентом усиления, составляющим 7дБ, шириной диаграммы направленности в плоскости Е, равной 70 градусам, и в плоскости Н, равной 90 градусам, подключаемый к фидеру с волновым сопротивлением 50 Ом.

Похожие патенты RU2373619C1

название год авторы номер документа
ДИАПАЗОННАЯ НАПРАВЛЕННАЯ АНТЕННА 2013
  • Лавринович Лидия Ивановна
RU2552230C2
ШИРОКОПОЛОСНАЯ ЗИГЗАГООБРАЗНАЯ АНТЕННА С РЕФЛЕКТОРОМ 1996
  • Климов А.В.
  • Семенихин А.И.
RU2122762C1
ШИРОКОПОЛОСНАЯ ВИБРАТОРНАЯ АНТЕННА 2008
  • Каримов Рафаэль Накипович
  • Бесков Олег Александрович
RU2394318C2
ДВУХДИАПАЗОННЫЙ ОБЛУЧАТЕЛЬ 2009
  • Афонин Григорий Викторович
  • Ремпель Антонина Ивановна
  • Матвеев Владимир Николаевич
  • Скорына Галина Дмитриевна
RU2383973C1
ШИРОКОПОЛОСНАЯ СИММЕТРИЧНАЯ АНТЕННА 2008
  • Каримов Рафаэль Накипович
  • Бесков Олег Александрович
RU2394319C2
ПЕТЛЕВОЙ ВИБРАТОР 2009
  • Афонин Григорий Викторович
  • Ремпель Антонина Ивановна
  • Матвеев Владимир Николаевич
  • Скорына Галина Дмитриевна
RU2387058C1
ШИРОКОПОЛОСНАЯ Z-АНТЕННА НА ФИДЕРЕ 2017
  • Калитёнков Николай Васильевич
  • Милкин Владимир Иванович
  • Низяев Александр Дмитриевич
  • Полежаев Владислав Сергеевич
  • Шалабин Сергей Павлович
RU2683370C1
Способ электромагнитного зондирования околоскважинного пространства газовых и нефтяных скважин и устройство для его осуществления 2017
  • Кожевников Сергей Владимирович
  • Плотников Вячеслав Леонидович
RU2677174C1
СТЕЛЮЩАЯСЯ АНТЕННА КВ ДИАПАЗОНА С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ПИТАНИЕМ 2021
  • Медведев Юрий Валентинович
  • Назаров Олег Валерьевич
  • Перфилова Алина Олеговна
  • Перфилов Олег Юрьевич
  • Челноков Валерий Васильевич
  • Шакуров Радик Шамильевич
RU2774816C1
ШИРОКОПОЛОСНАЯ НАПРАВЛЕННАЯ ЗИГЗАГООБРАЗНАЯ КВАЗИШУНТОВАЯ АНТЕННА 2015
  • Милкин Владимир Иванович
  • Лебедев Владимир Николаевич
  • Боброва Ксения Юрьевна
  • Калитенков Николай Васильевич
RU2580406C1

Реферат патента 2009 года ШИРОКОПОЛОСНАЯ ЗИГЗАГООБРАЗНАЯ АНТЕННА

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антеннам, и может быть использовано в приемо-передающих устройствах на частотах выше 1 ГГц при использовании различных питающих линий. Техническим результатом является обеспечение хорошей степени согласования с различными питающими линиями, имеющими стандартизованные входные сопротивления 37,5 Ом и более. Широкополосная зигзагообразная антенна, включающая активный вибратор, состоит из двух идентичных металлических плеч, расположенных симметрично относительно точек питания. Технический результат достигается за счет того, что антенна дополнена согласующим элементом. Идентичные металлические плечи активного вибратора имеют эллиптическую форму. Согласующий элемент состоит из двух проводящих плоскостей эллиптической формы, каждая из которых имеет постоянный зазор относительно соответствующего металлического плеча активного вибратора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 373 619 C1

1. Широкополосная зигзагообразная антенна, включающая активный вибратор, состоящий из двух идентичных металлических плеч, расположенных симметрично относительно точек питания, отличающаяся тем, что она дополнена согласующим элементом, идентичные металлические плечи активного вибратора имеют эллиптическую форму, согласующий элемент состоит из двух проводящих плоскостей эллиптической формы, каждая из которых имеет постоянный зазор относительно соответствующего металлического плеча активного вибратора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что два идентичных металлических плеча активного вибратора и согласующий элемент выполнены из плоской фольги, нанесенной на поверхность общей диэлектрической подложки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2373619C1

ШИРОКОПОЛОСНАЯ ЗИГЗАГООБРАЗНАЯ АНТЕННА С РЕФЛЕКТОРОМ 1996
  • Климов А.В.
  • Семенихин А.И.
RU2122762C1
Зигзагообразная антенна 1988
  • Двуреченский Виктор Дмитриевич
  • Сафин Александр Ахметович
  • Аристархов Павел Анатольевич
SU1617501A1
Устройство для подачи и ориентирования штучных изделий 1974
  • Серагноли Ариосто
SU576031A3
ЩИТОВОЙ ДЛЯ ВОДОЕМОВ ЗАТВОР 1922
  • Гебель В.Г.
SU2000A1
ВОСКРЕСЕНСКИЙ Д.И
и др
Устройства СВЧ и антенны
- М.: Радиотехники, 2008, с.363-364.

RU 2 373 619 C1

Авторы

Бесков Олег Александрович

Даты

2009-11-20Публикация

2008-03-17Подача