АНТЕННА ДЛЯ РАДАРНОГО ДЕТЕКТОРА Российский патент 2015 года по МПК H01Q13/08 

Область техники

Настоящее изобретение относится к антенне для радарного детектора, в частности, к антенне для радарного детектора, содержащей множество решеток патч-антенн, имеющих различные рабочие частоты.

Уровень техники

Радарный детектор представляет собой устройство, обнаруживающее лазер или микроволну, излучаемую радаром, используемым для измерения скорости движения транспортного или иного подобного средства, системой предупредительной сигнализации, обеспечивающей информацию о ситуации на дорогах, или другим подобным оборудованием. При этом использование такого радарного детектора разрешено законодательством некоторых стран мира.

В Соединенных Штатах Америки радар предназначен для использования диапазона частот X от 8 до 12 ГГц, диапазона частот Ku от 10,95 до 14,5 ГГц, диапазона частот K от 18 до 27 ГГц и диапазона частот Ка от 26,5 до 40 ГГц.

Существуют радары различных типов, работающие в различных частотных диапазонах. При этом, как правило, антенна, используемая в радарном детекторе, выполнена с возможностью реагирования на конкретный частотный диапазон, в результате чего она не обнаруживает сигналы радара, в котором используется частотный диапазон, отличный от указанного конкретного диапазона.

Для обнаружения различных частот в радарный детектор встраивают множество антенн, реагирующих на различные частотные диапазоны. В этом случае размер радарного детектора и количество блоков питания, необходимых для каждой антенны, увеличивается, что приводит к усложнению всей электрической цепи.

Кроме того, если радарный детектор работает в высокочастотном диапазоне, то используют рупорную антенну, поскольку требуется высокий коэффициент усиления и широкая полоса пропускания. Однако в силу своих конструктивных особенностей рупорная антенна ограничивает возможности по уменьшению размеров радарного детектора.

Для уменьшения размеров и толщины радарного детектора можно использовать микрополосковые патч-антенны. Преимущество патч-антенн заключается в том, что они имеют малые размеры и толщину, а их недостаток состоит в низком коэффициенте усиления и узкой полосе пропускания.

Раскрытие изобретения

Для решения указанных выше проблем в одном из аспектов настоящего изобретения предложена антенна для радарного детектора, которая позволяет сочетать множество антенн, имеющих различные рабочие частоты, с один блоком питания.

В другом аспекте настоящего изобретения предложена антенна для радарного детектора, имеющая более широкую полосу пропускания и высокий коэффициент усиления.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения антенна для радарного детектора содержит: блок питания; первую и вторую ветви, отходящие от указанного блока питания; патч-антенну первого частотного диапазона, подсоединенную к указанной первой ветви и имеющую характеристики первого частотного диапазона; патч-антенну второго частотного диапазона, подсоединенную к указанной второй ветви и имеющую характеристики второго частотного диапазона; антенный шлейф второго частотного диапазона, расположенный между указанным блоком питания и указанной патч-антенной первого частотного диапазона на указанной первой ветви; и антенный шлейф первого частотного диапазона, расположенный между указанным блоком питания и указанной патч-антенной второго частотного диапазона на указанной второй ветви.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения антенна для радарного детектора содержит: блок питания; первую ветвь, вторую ветвь и третью ветвь, отходящие от указанного блока питания; патч-антенну первого частотного диапазона, подсоединенную к указанной первой ветви и имеющую характеристику первого частотного диапазона; патч-антенну второго частотного диапазона, подсоединенную к указанной второй ветви и имеющую характеристику второго частотного диапазона; патч-антенну третьего частотного диапазона, подсоединенную к указанной третьей ветви и имеющую характеристику третьего частотного диапазона; первый антенный шлейф второго частотного диапазона и первый антенный шлейф третьего частотного диапазона, расположенные между указанным блоком питания и указанной патч-антенной первого частотного диапазона на указанной первой ветви; первый антенный шлейф первого частотного диапазона и второй антенный шлейф третьего частотного диапазона, расположенные между указанным блоком питания и указанной патч-антенной второго частотного диапазона на указанной второй ветви; и второй антенный шлейф первого частотного диапазона и второй антенный шлейф второго частотного диапазона, расположенные между указанным блоком питания и указанной патч-антенной третьего частотного диапазона на указанной третьей ветви.

Предлагаемая антенна для радарного детектора может сочетать один блок питания с множеством антенн, имеющих различные частотные характеристики, без ущерба для характеристик указанного множества антенн. В результате один радарный детектор может соответствовать радарам различным видов, использующим различные частотные диапазоны, при этом конфигурация электрической цепи упрощается.

Кроме того, преимущество предлагаемой антенны для радарного детектора заключается в том, что она обеспечивает широкую полосу пропускания и высокий коэффициент усиления, а также позволяет без особого труда разработать антенну, имеющую широкую полосу пропускания.

Задачи настоящего изобретения не ограничены упомянутыми выше техническими задачами, при этом другие, не указанные выше задачи будут очевидны специалисту в данной области техники из приведенного ниже описания.

Краткое описание чертежей

На прилагаемых чертежах изображено следующее.

На фиг. 1 на виде сверху показана антенна для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая патч-антенну первого частотного диапазона, входящую в состав антенны для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 представлена схема, иллюстрирующая патч-антенну второго частотного диапазона, входящую в состав антенны для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 представлена схема, иллюстрирующая прохождение сигнала первого частотного диапазона и сигнала второго частотного диапазона через антенный шлейф первого частотного диапазона антенны для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5 представлена схема, иллюстрирующая прохождение сигнала первого частотного диапазона и сигнала второго частотного диапазона через антенный шлейф второго частотного диапазона антенны для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6А-6D представлены диаграммы, иллюстрирующие результат моделирования, когда сигнал первого частотного диапазона подают на антенну для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7А-7D представлены диаграммы, иллюстрирующие результат моделирования, когда сигнал второго частотного диапазона подают на антенну для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 8 на виде сверху показана антенна для радарного детектора в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 9 на виде сверху показана антенна для радарного детектора в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 10 представлена схема, иллюстрирующая один излучающий модуль патч-антенны второго частотного диапазона, входящей в состав антенны для радарного детектора в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 11 представлена диаграмма сравнения ширины полосы пропускания патч-антенны второго частотного диапазона и ширины полосы пропускания патч-антенны с равным полным сопротивлением в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 12А-12С на виде сверху показана излучающая пластинка антенны для радарного детектора в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Далее приведено подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Однако настоящее изобретение не ограничивается описанными ниже вариантами осуществления, при этом возможны их различные модификации, отличные друг от друга. Указанные варианты приведены для ознакомления специалистов в данной области техники. Элементы на чертежах могут быть изображены в увеличенном масштабе для более точного понимания сущности, причем одинаковые элементы в описании и на чертежах обозначены одними и теми же номерами позиций.

На фиг. 1 на виде сверху показана антенна для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 1, антенна 100 для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения содержит блок 101 питания, на который поступает сигнал обнаружения мишени, первую ветвь 102 и вторую ветвь 103, отходящие от указанного блока 101 питания, патч-антенну 110 первого частотного диапазона, присоединенную к указанной первой ветви 102, и патч-антенну 120 второго частотного диапазона, присоединенную к указанной второй ветви 103, антенный шлейф второго частотного диапазона, расположенный на указанной первой ветви, и антенный шлейф 130 первого частотного диапазона, расположенный на указанной второй ветви.

На фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая патч-антенну первого частотного диапазона, входящую в состав антенны для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Указанная патч-антенна может быть сформирована на диэлектрической подложке (не показана), имеющей предварительно заданную толщину. При этом она может быть сформирована на подложке путем использования металлической фольги, например, медной (Cu) или алюминиевой (Al) фольги, а также - на подложке путем использования металлической фольги, например, серебряной (Ag) или золотой (Au) фольги, имеющей хорошие электропроводность, формовочные свойства и технологические характеристики.

Как показано на фиг. 2, патч-антенна 110 первого частотного диапазона может содержать полоску 111 первого частотного диапазона, соединенную с первой ветвью 102, множество первых излучающих пластинок 113 и множество линий 112 подачи питания первого частотного диапазона, соединяющих указанную полоску 111 первого частотного диапазона и указанные первые излучающие пластинки 113. Полоска 111 первого частотного диапазона, первая излучающая пластинка 113 и первая ветвь 102 могут быть изготовлены из того же материала, что и патч-антенна 110 первого частотного диапазона.

При этом полоска 111 первого частотного диапазона может быть присоединена к концу первой ветви 102 по существу под прямым углом, а линия 112 подачи питания первого частотного диапазона может быть присоединена к обоим концам полоски 111 первого частотного диапазона по существу под прямым углом. Кроме того, линия 112 подачи питания первого частотного диапазона присоединена к одной стороне первой излучающей пластинки 113, в результате чего множество первых излучающих пластинок 113 могут быть подсоединены параллельно друг другу.

На участке, где соединены друг с другом первые излучающие пластинки 113 и линия 112 подачи питания первого частотного диапазона, может быть предусмотрена щель 114, углубленная во внутреннюю часть первой излучающей пластинки 113. При этом пара щелей 114 может быть расположена с обеих сторон линии 112 подачи питания первого частотного диапазона. Полным сопротивлением первой излучающей пластинки 113 можно управлять путем изменения ширины излучающей пластинки и длины щели 114.

Полное сопротивление R_патч первой излучающей пластинки без щели определяют с помощью уравнения 1.

Уравнение 1 имеет следующий вид:

где G₁ означает проводимость единственного паза, a G₁₂ означает активную междуэлектродную проводимость между пазами.

Указанные параметры G₁ и G₁₂ определяют с помощью уравнений 2 и 3.

Уравнение 2 имеет следующий вид:

Уравнение 3 имеет следующий вид:

При этом, когда длина щели составляет у₀, то полное сопротивление R_щ излучающей пластинки с щелью определяют с помощью уравнения 4.

Уравнение 4 имеет следующий вид:

Как видно из уравнения 4, при одной и той же ширине W и длине L излучающей пластинки полное сопротивление R_щ изменяется в зависимости от длины у₀ щели, сформированной в излучающей пластинке.

В рассматриваемом варианте полное сопротивление первой излучающей пластинки 113 принято равным 200 Ом. Поскольку две первые излучающие пластинки 112, полное сопротивление которых принято равным 200 Ом, подсоединены параллельно, входное полное сопротивление Z₁₁ патч-антенны 110 первого частотного диапазона со стороны первой ветви 102 составляет 100 Ом.

Первый частотный диапазон, в котором работает патч-антенна 110 первого частотного диапазона, может представлять собой диапазон частот X от 8 до 12 ГГц. Показанная на фиг. 2 форма патч-антенны 110 первого частотного диапазона приведена лишь в качестве примера. Указанная патч-антенна может работать в любом другом диапазоне частот, например, в диапазоне частот Ku от 10,95 до 14,5 ГГц, в диапазоне частот K от 18 до 27 ГГц и в диапазоне частот Ка от 26,5 до 40 ГГц, причем форма антенной решетки может отличаться от решетки 1×2.

Кроме того, для установки нулевого сдвига по фазе между первыми излучающими пластинками 113, длина полоски 111 первого частотного диапазона может быть целым положительным числом, кратным длине λg₁ направленной волны центральной частоты первого частотного диапазона. В рассматриваемом варианте осуществления настоящего изобретения длина полоски 111 первого частотного диапазона выбрана по существу равной указанной длине λg₁ направленной волны.

Антенный шлейф 140 второго частотного диапазона может быть расположен на первой ветви 102 между патч-антенной 110 первого частотного диапазона и блоком 101 питания.

Антенный шлейф 140 второго частотного диапазона может быть сформирован в месте, расположенном от блока 101 питания на расстоянии, равном 1/4 длины λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона, на которой работает описанная ниже патч-антенна 120 второго частотного диапазона.

Кроме того, антенный шлейф 140 второго частотного диапазона может быть сформирован так, что он выступает по существу перпендикулярно от первой ветви 102 на длину, равную 1/4 длины λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона.

Например, если второй частотный диапазон представляет собой диапазон частот K от 18 до 27 ГГц, то антенный шлейф 140 второго частотного диапазона может выступать на 2 мм и быть сформирован в месте, расположенном на расстоянии от блока 101 питания.

На частоте из первого частотного диапазона, на которой работает патч-антенна 110 первого частотного диапазона, входное полное сопротивление патч-антенны 110 первого частотного диапазона, в том числе антенного шлейфа 140 второго частотного диапазона, уменьшается на половину антенным шлейфом 140 второго частотного диапазона и становится равным 50 Ом.

На фиг. 3 показана схема, иллюстрирующая патч-антенну второго частотного диапазона, входящую в состав антенны для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 3, патч-антенна 120 второго частотного диапазона может содержать множество полосок 121 второго частотного диапазона, отходящих от второй ветви 103, множество вторых излучающих пластинок 123 и линии 122 подачи питания второго частотного диапазона, соединяющие указанные полоски 121 второго частотного диапазона и указанные вторые излучающие пластинки 123, соответственно. Полоска 121 второго частотного диапазона, вторая излучающая пластинка 123 и вторая ветвь 103 могут быть изготовлены из того же материала, что патч-антенна 120 второго частотного диапазона.

При этом, множество полосок 121 второго частотного диапазона могут отходить от второй ветви 103 по существу под прямым углом. В показанной на фиг. 3 патч-антенне 120 второго частотного диапазона, шесть полосок 121 второго частотного диапазона могут симметрично отходить от второй ветви 103, поскольку множество вторых излучающих пластинок 123 расположены в виде решетке 3×6. Разветвленную форму вторых полосок 121 можно изменить в зависимости от решетки вторых излучающих пластинок 123.

Линия 122 подачи питания второго частотного диапазона может быть присоединена к полоске 121 второго частотного диапазона по существу под прямым углом. Например, как показано на фиг. 3, три линии 122 подачи питания второго частотного диапазона могут быть охвачены одной полоской 121 второго частотного диапазона.

Кроме того, линия 122 подачи питания второго частотного диапазона присоединена к одной стороне второй излучающей пластинки 123, в результате чего множество вторых излучающих пластинок 123 могут быть подсоединены параллельно друг другу.

На участке, где соединены друг с другом вторые излучающие пластинки 123 и линия 122 подачи питания второго частотного диапазона, может быть предусмотрена щель 124, углубленная во внутреннюю часть второй излучающей пластинки 123. Пара щелей 124 может быть расположена с обеих сторон линии 122 подачи питания второго частотного диапазона. Полным сопротивлением второй излучающей пластинки 123 можно управлять путем изменения ширины излучающей пластинки и длины щели 124. Вторые излучающие пластинки 123 можно изготовить одинаковой формы и из одного и того же материала для обеспечения одинакового полного сопротивления. При этом для установки нулевого сдвига по фазе между вторыми излучающими пластинками 123, вторые линии 122 подачи питания второго частотного диапазона, присоединенные к одной и той же полоске 121 второго частотного диапазона, могут быть расположены так, чтобы интервал между ними составлял целое положительное число, кратное длине λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона. В рассматриваемом варианте интервал между полосками 122 второго частотного диапазона выбран по существу равным длине λg₂ направленной волны.

Входные полные сопротивления Z₂₁ на входе каждой полоски 121 второго частотного диапазона во вторую ветвь 103 могут быть по существу одинаковыми. В рассматриваемом варианте, для удобства компоновки, входное полное сопротивление каждой полоски 121 второго частотного диапазона на выходе из второй ветви 103 составляет 300 Ом.

Кроме того, входное полное сопротивление Z₂₂ патч-антенны 120 второго частотного диапазона со стороны второй ветви 103 до ответвления полоски 121 второго частотного диапазона составляет 100 Ом.

Второй частотный диапазон, на котором работает патч-антенна 120 второго частотного диапазона, может представлять собой диапазон частот K от 18 до 27 ГГц. Показанная на фиг. 3 форма патч-антенны 120 второго частотного диапазона приведена лишь в качестве примера. При этом указанная патч-антенна может работать в любом другом частотном диапазоне, например, в диапазоне частот Ku от 10,95 до 14,5 ГГц, в диапазоне частот K от 18 до 27 ГГц и в диапазоне частот Ка от 26,5 до 40 ГГц, причем форма антенной решетки может отличаться от решетки 3×6. Однако во втором частотном диапазоне, в котором работает указанная патч-антенна 120 второго частотного диапазона, может быть выбрана зона частот, отличная от первого частотного диапазона, в котором работает патч-антенна 110 первого частотного диапазона.

Антенный шлейф 130 первого частотного диапазона может быть расположен на второй ветви 103 между патч-антенной 120 второго частотного диапазона и блоком 101 питания.

Антенный шлейф 130 первого частотного диапазона может быть сформирован в месте, расположенном от блока питания на расстоянии, равном 1/4 длины λg₁ направленной волны центральной частоты первого частотного диапазона, на которой работает патч-антенна 110 первого частотного диапазона.

Далее, антенный шлейф 130 первого частотного диапазона может быть сформирован так, что он выступает по существу перпендикулярно от второй ветви 103 на длину, равную 1/4 длины λg₁ направленной волны центральной частоты первого частотного диапазона.

Например, если первый частотный диапазон представляет собой диапазон частот X от 8 до 12 ГГц, то антенный шлейф 130 первого частотного диапазона может выступать на 4,7 мм и быть сформирован в месте, расположенном на расстоянии от блока 101 питания.

Кроме того, на частоте из второго частотного диапазона, на которой работает патч-антенна 120 второго частотного диапазона, входное полное сопротивление патч-антенны 120 второго частотного диапазона, в том числе антенного шлейфа 130 первого частотного диапазона, уменьшается на половину антенным шлейфом 130 первого частотного диапазона и становится равным 50 Ом.

На фиг. 4 показана схема, иллюстрирующая прохождение сигнала первого частотного диапазона и сигнала второго частотного диапазона через антенный шлейф первого частотного диапазона антенны для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Когда сигнал S₂ второго частотного диапазона поступает в блок 101 питания, проявляется эффект, аналогичный случаю, при котором цепь открыта на конце антенного шлейфа 130 первого частотного диапазона, причем указанный эффект эквивалентен случаю, при котором цепь закорочена в точке, отстоящей от конца антенного шлейфа 130 первого частотного диапазона на расстояние в 1/4 длины λg₁ направленной волны центральной частоты первого частотного диапазона, то есть на участке, где антенный шлейф 130 первого частотного диапазона соединен со второй ветвью 103. В результате сигнал S₂ второго частотного диапазона проходит к патч-антенне 120 второго частотного диапазона.

Однако когда сигнал S₁ первого частотного диапазона поступает в блок 101 питания, проявляется эффект, аналогичный случаю, при котором цепь открыта на конце антенного шлейфа 130 первого частотного диапазона, причем цепь открыта в точке, отстоящей от конца антенного шлейфа 130 первого частотного диапазона на расстояние в 1/2 длины λg₁ направленной волны центральной частоты первого частотного диапазона, то есть на участке, где вторая ветвь 103 отходит от блока 101 питания. В результате сигнал S₁ первого частотного диапазона не проходит к патч-антенне 120 второго частотного диапазона.

На фиг. 5 показана схема, иллюстрирующая прохождение сигнала первого частотного диапазона и сигнала второго частотного диапазона через антенный шлейф второго частотного диапазона антенны для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Когда сигнал S₁ первого частотного диапазона поступает в блок 101 питания, проявляется эффект, аналогичный случаю, при котором цепь открыта на конце антенного шлейфа 140 второго частотного диапазона, причем указанный эффект эквивалентен случаю, при котором цепь закорочена в точке, отстоящей от конца антенного шлейфа 140 второго частотного диапазона на расстояние в 1/4 длины λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона, то есть на участке, где антенный шлейф 140 второго частотного диапазона соединен с первой ветвью 102. В результате сигнал S₁ первого частотного диапазона проходит к патч-антенне 110 первого частотного диапазона.

Однако когда сигнал S₂ второго частотного диапазона поступает в блок 101 питания, проявляется эффект, аналогичный случаю, при котором цепь открыта на конце антенного шлейфа 140 второго частотного диапазона, причем цепь открыта в точке, отстоящей от конца антенного шлейфа 140 второго частотного диапазона на расстояние в 1/2 длины λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона, то есть на участке, где первая ветвь 102 отходит от блока 101 питания. В результате сигнал S₂ второго частотного диапазона не проходит к патч-антенне 110 первого частотного диапазона.

На фиг. 6А-6D показаны диаграммы, иллюстрирующие результат моделирования, когда сигнал первого частотного диапазона подают на антенну для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 6А показана диаграмма, иллюстрирующая распределение полей. На фиг. 6B показан график, иллюстрирующий потери отражения. На фиг. 6С показан график, иллюстрирующий диаграмму направленности антенны в Ε-плоскости. На фиг. 6D показан график, иллюстрирующий диаграмму направленности антенны в Н-плоскости.

Показанный на фиг. 6А-6D результат моделирования представляет собой результат, при котором патч-антенна 110 первого частотного диапазона выполнена в виде патч-антенны диапазона частот X, а патч-антенна 120 второго частотного диапазона выполнена в виде патч-антенны диапазона частот К. При этом сигнал частотой 10,525 ГГц, относящийся к диапазону частот X, подают на блок 101 питания.

Как показано на фиг. 6А, указанный сигнал первого частотного диапазона, имеющий частоту в 10,525 ГГц и поданный на блок 101 питания, проходит к патч-антенне 110 первого частотного диапазона через антенный шлейф 140 второго частотного диапазона, при этом он не допускается к прохождению к патч-антенне 120 второго частотного диапазона антенным шлейфом 130 первого частотного диапазона.

Измеренное полное сопротивление антенного шлейфа 130 первого частотного диапазона равно 6000 Ом по отношению к сигналу с частотой в 10,525 ГГц. В результате сигнал, поданный на блок 101 питания, не допускается к прохождению к патч-антенне 120 второго частотного диапазона.

Как показано на фиг. 6B-6D, несмотря на то, что согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения антенна 100 для радарного детектора содержит две патч-антенны 110, 120, имеющие два различных частотных диапазона, поданный сигнал частотой в 10,525 ГГц диапазона частот X не допускается к прохождению к патч-антенне 120 второго частотного диапазона, причем он имеет потери отражения и диаграмму направленности, очень близкие к случаю, когда предусмотрена только одна патч-антенна 110 диапазона частот X.

На фиг. 7А-7D представлены диаграммы, иллюстрирующие результат моделирования, когда сигнал второго частотного диапазона подают на антенну для радарного детектора в соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг. 7А показана диаграмма, иллюстрирующая распределение полей. На фиг. 7B показан график, иллюстрирующий потери отражения. На фиг. 7С показан график, иллюстрирующий диаграмму направленности антенны в Ε-плоскости. На фиг. 7D показан график, иллюстрирующий диаграмму направленности антенны в Н-плоскости.

Показанный на фиг. 7А-7D результат моделирования представляет собой результат, при котором патч-антенна 110 первого частотного диапазона выполнена в виде патч-антенны диапазона частот X, а патч-антенна 120 второго частотного диапазона выполнена в виде патч-антенны диапазона частот К, причем сигнал частотой в 24,15 ГГц, относящийся к диапазону частот К, подают на блок 101 питания.

Как показано на фиг. 7А, сигнал второго частотного диапазона, имеющий частоту в 24,15 ГГц и поданный на блок 101 питания, проходит к патч-антенне 120 второго частотного диапазона через антенный шлейф 130 первого частотного диапазона, но не допускается к прохождению к патч-антенне 110 первого частотного диапазона антенным шлейфом 140 второго частотного диапазона.

Измеренное полное сопротивление антенного шлейфа 140 второго частотного диапазона равно 3000 Ом по отношению к сигналу с частотой в 24,15 ГГц. В результате сигнал, поданный на блок 101 питания, не допускается к прохождению к патч-антенне 110 первого частотного диапазона.

Как показано на фиг. 7B-7D, несмотря на то, что согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения антенна 100 для радарного детектора содержит две патч-антенны 110, 120, имеющие два различных частотных диапазона, поданный сигнал с частотой в 24,15 ГГц, относящийся к диапазону частот К, не допускается к прохождению к патч-антенне 110 первого частотного диапазона, причем он имеет потери отражения и диаграмму направленности, очень близкие к случаю, когда предусмотрена только одна патч-антенна 120 диапазона частот К.

В описанной выше конфигурации, поскольку каждая патч-антенна 110, 120 может выборочно работать в зависимости от частотного диапазона поданного сигнала, антенны радарного детектора могут сочетаться с одним блоком питания без ущерба для характеристик множества антенн, имеющих различные частотные характеристики. В результате один радарный детектор может соответствовать радарам различных видов, предназначенным для измерения скорости, при этом конфигурация цепи упрощается.

Далее будет описана антенна для радарного детектора в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Для удобства описания компоненты, сходные с компонентами первого варианта изобретения, обозначены теми же номерами позиций, при этом описание компонентов, общих с первым вариантом изобретения, опущено.

На фиг. 8 на виде сверху показана антенна для радарного детектора в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 8, указанная антенна 200 для радарного детектора в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения дополнительно содержит патч-антенну 130 третьего частотного диапазона, выполненную с возможностью выборочного функционирования в трех частотных зонах.

Антенна 200 для радарного детектора в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения содержит блок 101 питания, первую ветвь 102, вторую ветвь 103 и третью ветвь 104, отходящую от указанного блока 101 питания, патч-антенну 110 первого частотного диапазона, присоединенную к указанной первой ветви 102, патч-антенну 120 второго частотного диапазона, присоединенную к указанной второй ветви 103, и патч-антенну 130 третьего частотного диапазона, присоединенную к указанной третьей ветви 103, первый антенный шлейф 141 второго частотного диапазона и первый антенный шлейф 151 третьего частотного диапазона, расположенные на указанной первой ветви, первый антенный шлейф 131 первого частотного диапазона и второй антенный шлейф 152 третьего частотного диапазона, расположенные на указанной второй ветви, а также второй антенный шлейф 132 первого частотного диапазона и второй антенный шлейф 142 второго частотного диапазона, расположенные на указанной третьей ветви.

Патч-антенна 110 первого частотного диапазона присоединена к концу первой ветви 102.

На первой ветви 102 первый антенный шлейф 141 второго частотного диапазона можно предусмотреть в месте, расположенном на расстоянии от блока 101 питания, равном 1/4 длины λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона, на которой работает патч-антенна 120 второго частотного диапазона. При этом первый антенный шлейф 151 третьего частотного диапазона может быть предусмотрен в месте, расположенном на расстоянии от блока 101 питания, равном 1/4 длины λg₃ направленной волны центральной частоты третьего частотного диапазона, на которой работает патч-антенна 130 третьего частотного диапазона.

Первый антенный шлейф 141 второго частотного диапазона может выступать по существу перпендикулярно от первой ветви 102 на 1/4 длины λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона. При этом первый антенный шлейф 151 третьего частотного диапазона может выступать по существу перпендикулярно от первой ветви 102 на 1/4 длины λg₃ направленной волны центральной частоты третьего частотного диапазона.

Первый антенный шлейф 141 второго частотного диапазона и первый антенный шлейф 151 третьего частотного диапазона могут выступать от первой ветви 102 в противоположных направлениях для сведения к минимуму взаимного влияния.

Патч-антенна 120 второго частотного диапазона подсоединена к концу второй ветви 103.

На второй ветви 103 можно предусмотреть первый антенный шлейф 131 первого частотного диапазона в месте, расположенном на расстоянии от блока 101 питания, равном 1/4 длины λg₁ направленной волны центральной частоты первого частотного диапазона, на которой работает патч-антенна 110 первого частотного диапазона. При этом второй антенный шлейф 152 третьего частотного диапазона может быть предусмотрен в месте, расположенном на расстоянии от блока 101 питания, равном 1/4 длины λg₃ направленной волны центральной частоты третьего частотного диапазона, на которой работает патч-антенна 130 третьего частотного диапазона.

Первый антенный шлейф 131 первого частотного диапазона может выступать по существу перпендикулярно от второй ветви 103 на 1/4 длины λg₁ направленной волны центральной частоты первого частотного диапазона. При этом второй антенный шлейф 152 третьего частотного диапазона может выступать по существу перпендикулярно от второй ветви 103 на 1/4 длины λg₃ направленной волны центральной частоты третьего частотного диапазона.

Первый антенный шлейф 131 первого частотного диапазона и второй антенный шлейф 152 третьего частотного диапазона могут выступать от второй ветви 103 в противоположных направлениях для сведения к минимуму взаимного влияния.

Патч-антенна 130 третьего частотного диапазона подсоединена к концу третьей ветви 104.

На третьей ветви 104 можно предусмотреть второй антенный шлейф 132 первого частотного диапазона в месте, расположенном на расстоянии от блока 101 питания, равном 1/4 длины λg₁ направленной волны центральной частоты первого частотного диапазона, на которой работает патч-антенна 110 первого частотного диапазона. При этом второй антенный шлейф 142 второго частотного диапазона может быть предусмотрен в месте, расположенном на расстоянии от блока 101 питания, равном 1/4 длины λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона.

Второй антенный шлейф 132 первого частотного диапазона может выступать по существу перпендикулярно от третьей ветви 104 на 1/4 длины λg₁ направленной волны центральной частоты первого частотного диапазона. При этом второй антенный шлейф 142 второго частотного диапазона может выступать по существу перпендикулярно от третьей ветви 104 на 1/4 длины λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона.

Второй антенный шлейф 132 первого частотного диапазона и второй антенный шлейф 142 второго частотного диапазона могут выступать от третьей ветви 104 в противоположных направлениях для сведения к минимуму взаимного влияния.

Кроме того, входные полные сопротивления патч-антенн 110, 120 и 130 со стороны блока питания можно задать равными друг другу, при этом указанные входные полные сопротивления могут составлять 50 Ом.

Патч-антенна 110 первого частотного диапазона, патч-антенна 120 второго частотного диапазона и патч-антенна 130 третьего частотного диапазона могут представлять собой каждая патч-антенну, выполненную с возможностью функционирования в любом из перечисленных далее диапазонов: в диапазоне частот X от 8 до 12, в диапазоне частот Ku от 10,95 до 14,5 ГГц, в диапазоне частот K от 18 до 27 ГГц и в диапазоне частот Ка от 26,5 до 40 ГГц. Однако патч-антенна 110 первого частотного диапазона, патч-антенна 120 второго частотного диапазона и патч-антенна 130 третьего частотного диапазона работают в различных частотных диапазонах.

В описанной выше конфигурации, когда сигнал первого частотного диапазона, в котором работает патч-антенна 110 первого частотного диапазона, подают на блок 101 питания, первый антенный шлейф 131 первого частотного диапазона, предусмотренный на второй ветви 103, препятствует подаче соответствующего сигнала к патч-антенне 120 второго частотного диапазона. При этом второй антенный шлейф 132 первого частотного диапазона, предусмотренный на третьей ветви, может препятствовать подаче соответствующего сигнала к патч-антенне 130 третьего частотного диапазона.

Кроме того, первый антенный шлейф 141 второго частотного диапазона и первый антенный шлейф 151 третьего частотного диапазона, предусмотренные на первой ветви 102, подают соответствующий сигнал на патч-антенну 110 первого частотного диапазона. В результате только патч-антенна 110 первого частотного диапазона может работать с сигналом первого частотного диапазона.

Когда сигнал второго частотного диапазона, в котором работает патч-антенна 120 второго частотного диапазона, подают на блок 101 питания, первый антенный шлейф 141 второго частотного диапазона, предусмотренный на первой ветви 102, препятствует подаче соответствующего сигнала к патч-антенне 110 первого частотного диапазона. При этом второй антенный шлейф 142 второго частотного диапазона, предусмотренный на третьей ветви, может препятствовать подаче соответствующего сигнала к патч-антенне 130 третьего частотного диапазона.

Кроме того, первый антенный шлейф 131 первого частотного диапазона и второй антенный шлейф 152 третьего частотного диапазона, предусмотренные на второй ветви 103, подают соответствующий сигнал на патч-антенну 120 второго частотного диапазона. В результате только патч-антенна 120 второго частотного диапазона может работать с сигналом второго частотного диапазона.

Далее, когда сигнал третьего частотного диапазона, в котором работает патч-антенна 130 третьего частотного диапазона, подают на блок 101 питания, первый антенный шлейф 151 третьего частотного диапазона, предусмотренный на первой ветви 102, препятствует подаче соответствующего сигнала к патч-антенне 110 первого частотного диапазона. При этом второй антенный шлейф 152 третьего частотного диапазона, предусмотренный на второй ветви, может препятствовать подаче соответствующего сигнала к патч-антенне 120 второго частотного диапазона.

Кроме того, второй антенный шлейф 132 первого частотного диапазона и второй антенный шлейф 142 второго частотного диапазона, предусмотренные на третьей ветви 104, подают соответствующий сигнал на патч-антенну 130 третьего частотного диапазона. В результате только патч-антенна 130 третьего частотного диапазона может работать с сигналом третьего частотного диапазона.

Дальнейшее усовершенствование описанной конфигурации можно осуществить, предусмотрев три или более патч-антенн для формирования антенны для радарного детектора, выполненной с возможностью выборочного функционирования в отношении трех или более частотных диапазонов. При этом такое техническое решение также подпадает под объем защиты настоящего изобретения.

Далее будет описана антенна для радарного детектора в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Для удобства описания компоненты, сходные с компонентами первого варианта изобретения, обозначены теми же номерами позиций, при этом описание компонентов, общих с первым вариантом изобретения, опущено.

На фиг. 9 на виде сверху показана антенна для радарного детектора в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Сравнивая антенну 300 для радарного детектора согласно третьему предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения с антенной 100 для радарного детектора согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, можно видеть, что антенна 310 первого частотного диапазона и антенна 320 второго частотного диапазона содержат множество излучающих пластинок 313а, 313b, 323а, 323b и 323с с щелями 314а, 314b, 324а, 324b и 324с различной длины.

Как показано на фиг. 9, патч-антенна 310 первого частотного диапазона, входящая в состав антенны 300 для радарного детектора в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, может содержать первую излучающую пластинку 313а первого частотного диапазона и вторую излучающую пластинку 313b первого частотного диапазона, имеющие щели 314а и 314b различной длины.

Кроме того, антенна 320 второго частотного диапазона содержит по меньшей мере один излучающий модуль 320а, включающий в себя первую излучающую пластинку 323а второго частотного диапазона, вторую излучающую пластинку 323b второго частотного диапазона и третью излучающую пластинку 323с второго частотного диапазона, имеющие щели 324а, 324b и 324с различной длины.

На фиг. 10 показана схема, иллюстрирующая один излучающий модуль патч-антенны второго частотного диапазона, входящей в состав антенны для радарного детектора в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 10, излучающий модуль 320а в рассматриваемом варианте может представлять собой излучающий модуль с неравным полным сопротивлением, в котором излучающие пластинки расположены по схеме 1×3. При необходимости излучающий модуль может иметь другую форму антенной решетки.

В данном варианте антенна является антенной, работающей в диапазоне частот К, причем три излучающие пластинки 323а, 323b и 323с имеют ширину 4,4 мм и длину 3,6 мм, причем длины y1, y2 и y3 их щелей 324а, 324b и 324с равны соответственно 1,4 мм, 1,1 мм и 0,6 мм, а ширина щелей 324а, 324b и 324с составляет 0,1 мм.

Далее по тексту, излучающая пластинка, в которой длина y1 щели 324а составляет 1,4 мм, будет называться первой излучающей пластинкой 323а второго частотного диапазона, излучающая пластинка, в которой длина y2 щели 324b составляет 1,1 мм, - второй излучающей пластинкой 323b второго частотного диапазона, а излучающая пластинка, в которой длина y3 щели 324 с составляет 0,6 мм, - третьей излучающей пластинкой 323 с второго частотного диапазона.

При такой компоновке полное сопротивление первой излучающей пластинки 323а второго частотного диапазона может составлять 100 Ом, полное сопротивление второй излучающей пластинки 323b второго частотного диапазона может составлять 150 Ом, а полное сопротивление третьей излучающей пластинки 323с второго частотного диапазона может составлять 200 Ом.

Три излучающие пластинки 323а, 323b и 323с могут быть подсоединены к полоске 321 второго частотного диапазона параллельно посредством линий 322а, 322b и 322с подачи питания второго частотного диапазона.

По аналогии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения для установки нулевого сдвига по фазе между излучающими пластинками 323а, 323b и 323с, соседние линии 322а, 322b и 322с подачи питания второго частотного диапазона могут быть расположены таким образом, что интервал между ними составляет целое положительное число, кратное длине λg₂ направленной волны центральной частоты второго частотного диапазона.

Далее, полоска 321 второго частотного диапазона может содержать множество согласованных выводов 321а, 321b и 321с, соответствующих каждой из излучающих пластинок 323а, 323b и 323с, и множество соединительных полосок 321d, 321е и 321f, электрически соединяющих указанные согласованные выводы 321а, 321b и 321с.

Согласованные выводы 321а, 321b и 321с расположены на участке, где линии 322а, 322b и 322с подачи питания второго частотного диапазона соединены с полоской 321 второго частотного диапазона, и обеспечивают подачу одинакового тока к каждой из излучающих пластинок 323а, 323b и 323с, имеющих различные полные сопротивления.

Как показано на фиг. 10, когда интервал между линиями 322а, 322b и 322с подачи питания второго частотного диапазона задан равным длине λg₂ направленной волны, то длины первой соединительной полоски 321d и второй соединительной полоски 321е, которые соединяют соседние согласованные выводы 321а, 321b и 321с, могут составлять 3/4 длины λg₂ каждой направленной волны, а длины согласованных выводов 321а, 321b и 321с могут составлять 1/4 длины λg₂ каждой направленной волны.

Входное полное сопротивление Z_вх в полоске 321 второго частотного диапазона может быть вычислено с помощью уравнения 5.

Уравнение 5 имеет следующий вид:

где - постоянная распространения волны, l - длина полоски 321 второго частотного диапазона, Ζ₀ - характеристическое полное сопротивление полоски 321 второго частотного диапазона, a Z_L - полное сопротивление элемента подачи питания.

Для Z_вх1, поскольку длина l полоски 321 второго частотного диапазона равна , как длина согласованного вывода 321а, то указанную длину l заменяют в уравнении 5 следующим образом:

Для Z_вх2, поскольку длина l полоски 321 второго частотного диапазона равна , как длина первой соединительной полоски 321d, то указанную длину l заменяют в уравнении 5 следующим образом:

Поскольку вычисленное входное полное сопротивление Z_вх2 и полное сопротивление второй излучающей пластинки 323b второго частотного диапазона одинаковы и равны 150 Ом, один и тот же ток можно подавать на первую излучающую пластинку 323а второго частотного диапазона и на вторую излучающую пластинку 323b второго частотного диапазона.

По аналогии с вышеописанным можно рассчитать и .

Поскольку отношение вычисленного входного полного сопротивления Z_вх4 к полному сопротивлению третьей излучающей пластинки 323с второго частотного диапазона равно 1:2, то отношение тока, протекающего во второй соединительной полоске 321е, к току, протекающему в третьей излучающей пластинке 323с второго частотного диапазона, равно 2:1.

Кроме того, поскольку токи, протекающие в первой излучающей пластинке 323а второго частотного диапазона и во второй излучающей пластинке 323b второго частотного диапазона, равны друг другу, то к первой излучающей пластинке 323а второго частотного диапазона, ко второй излучающей пластинке 323b второго частотного диапазона и к третьей излучающей пластинке 323с второго частотного диапазона, в итоге, подают одинаковый ток.

Далее,

Несмотря на то, что в описанной компоновке используют излучающие пластинки, имеющие различные полные сопротивления, ток можно подавать одинаковый. Это может предотвратить неожиданные результаты при дальнейшей модификации схемы патч-антенн для упрощения компоновки антенны.

В отличие от данного варианта изобретения, в том случае, когда интервал между соседними линиями 322а, 322b и 322с подачи питания второго частотного диапазона является целым числом, кратным длине λg направленной волны, длины первой соединительной полоски 321d и второй соединительной полоски 321е, а также длины согласованных выводов 321а, 321b и 321с задают равными длине l по формуле (где n - нечетное число) так, что величина βl составляет ±∞ в уравнении 5, для получения того же эффекта.

Полный размер первой излучающей пластинки 323а второго частотного диапазона, второй излучающей пластинки 323b второго частотного диапазона и третьей излучающей пластинки 323с второго частотного диапазона в данном варианте изобретения является одинаковым. Однако длины y1, y2 и y3 щелей, сформированных в излучающих пластинках 323а, 323b и 323с, отличаются друг от друга. В результате резонансные частоты излучающих пластинок 323а, 323b и 323с отличаются друг от друга. Таким образом, излучающий модуль 320а в соответствии с данным вариантом изобретения имеет более широкую полосу пропускания благодаря тройному резонансному эффекту.

Кроме того, как показано на фиг. 9, в данном варианте изобретения предусмотрено множество излучающих модулей 320а для улучшения коэффициента усиления антенны.

На фиг. 11 показана диаграмма сравнения ширины полосы пропускания патч-антенны второго частотного диапазона и ширины полосы пропускания патч-антенны с равным полным сопротивлением в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

В третьем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения патч-антенна 320 второго частотного диапазона содержит шесть излучающих модулей 320а, расположенных по симметричной схеме для образования антенной решетки 3×6 с неравным полным сопротивлением, при этом использована подложка TLY-5, диэлектрическая постоянная ε_r которой составляет 2,2.

В антенной решетке 3×6 с равным полным сопротивлением, взятой за образец для сравнения, использована та же схема решетки и та же подложка TLY-5.

Однако в антенной решетке 3×6 с равным полным сопротивлением использована излучающая пластинка, имеющая такое же полное сопротивление в 200 Ом, как и третья излучающая пластинка 323с второго частотного диапазона, входящая в состав излучающего модуля 320а, согласно рассматриваемому варианту.

В качестве результата эксперимента, как показано на фиг. 6, ширина полосы пропускания патч-антенны 320 второго частотного диапазона в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения и ширина полосы пропускания антенной решетки 3×6 с равным полным сопротивлением измерены и равны соответственно 1,2 ГГц (от 24,03 ГГц до 25,03 ГГц, 4,93%) и 830 МГц (от 23,84 до 24,67 ГГц, 3,43%).

По результатам эксперимента можно видеть, что ширина полосы пропускания в 10 дБ патч-антенны 320 второго частотного диапазона в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения примерно в 1,5 раза превышает ширину полосы пропускания антенной решетки 3×6 с равным полным сопротивлением.

Данный вариант изобретения соответствует примеру, в котором патч-антенна 320 второго частотного диапазона выполнена в виде антенны, работающей в диапазоне частот К. Однако изобретение не ограничивается данным примером, при этом разработчик может менять размер и форму антенны в зависимости от желаемого частотного диапазона. В частности, поскольку известно, что ширина W и длина y₀ щели являются параметрами, определяющими полное сопротивление, а длина L является параметром, определяющим резонансную частоту антенны, то антенны, работающие в диапазоне частот X, в диапазоне частот Ku, в диапазоне частот Kа и в других диапазонах частот, отличных от диапазона частот K, можно изготавливать, регулируя указанные параметры. При этом антенны с решетками патч-антенн могут быть встроены в радарный детектор и могут быть использованы и в других случаях, где применяют патч-антенны. Кроме того, количество излучающих пластинок и схему решетки можно менять по-разному.

Патч-антенна 310 первого частотного диапазона также может содержать множество излучающих пластинок 313а и 313b с щелями 314а и 314b различной длины, по аналогии с описанной выше патч-антенной 320 второго частотного диапазона. При этом согласованные выводы 311а и 311b могут быть охвачены полоской 311 первого частотного диапазона таким образом, чтобы одинаковый ток протекал в каждую из излучающих пластинок 313а и 313b.

Полоска 311 первого частотного диапазона, содержащая согласованные выводы 311а и 311b и соединительные полоски 311с и 311d, может быть скомпонована с использованием упомянутого выше уравнения 5. Поскольку его подробное содержание описано применительно к патч-антенне 320 второго частотного диапазона, здесь его подробное описание опущено.

В упомянутом выше варианте изобретения патч-антенна с неравным полным сопротивлением образована множеством излучающих пластинок 313а, 313b, 323а, 323b и 323с с щелями, имеющими различные длины, однако указанная патч-антенна с неравным полным сопротивлением может быть реализована посредством изменения форм излучающих пластинок 313а, 313b, 323а, 323b и 323с, изменения ширины линий 312а и 312b подачи питания первого частотного диапазона и изменения ширины линий 322а, 322b и 322с подачи питания второго частотного диапазона.

Далее будет описана антенна для радарного детектора в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Для удобства описания компоненты, сходные с компонентами первого варианта изобретения, обозначены теми же номерами позиций, причем описание компонентов, общих с первым вариантом изобретения, опущено.

На фиг. 12А-12С на виде сверху показаны излучающие пластинки антенны для радарного детектора в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 12А-12С, первая излучающая пластинка 113 и/или вторая излучающая пластинка 123 антенны для радарного детектора в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения может быть образована излучающей пластинкой с круговой поляризацией.

Такая излучающая пластинка с круговой поляризацией представляет собой излучающую пластинку, получающую поляризованную по кругу волну, которая продвигается по спиральной траектории, вращаясь в плоскости колебаний.

Антенна для радарного детектора в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения способна обнаруживать передаваемый сигнал путем использования излучающей пластинки с круговой поляризацией в качестве первой излучающей пластинки 113 и/или второй излучающей пластинки 123 независимо от направления поляризации передаваемого сигнала, который является сигналом, излучаемым радаром, предназначенным для измерения скорости, и другим подобным устройством, а также способна обнаруживать передаваемый сигнал даже в том случае, когда указанный передаваемый сигнал отражен от дороги, здания или другого подобного объекта так, что его направление поляризации оказывается искаженным.

Далее приведено описание нескольких примеров излучающих пластинок с круговой поляризацией. Специалисты в данной области могут вносить различные модификации и изменения в настоящее изобретения в отношении формы указанных пластинок. Таким образом, объем защиты настоящего изобретения не ограничивается приведенными ниже примерами.

На фиг. 12А показан пример излучающей пластинки с круговой поляризацией в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном примере предусмотрены излучающие пластинки 113 и 123 с круговой поляризацией, имеющие шестиугольную форму и полученные из четырехугольной пластинки с параллельно срезанными вершинами в диагональном направлении. По аналогии с первым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения указанные излучающие пластинки 113 и 123 с круговой поляризацией могут быть соединены с линиями 112 и 122 подачи питания.

На фиг. 12В показан другой пример излучающей пластинки с круговой поляризацией в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Данная излучающая пластинка имеет форму шестиугольной пластинки с фиг. 12А, на одной стороне которой выполнена щель 415, способная регулировать входное сопротивление излучающей пластинки. В указанной пластинке может быть предусмотрено множество щелей 415.

Кроме того, с обеих сторон линий 112 и 122 подачи питания могут быть предусмотрены щели 114 и 124, углубленные во внутреннюю часть излучающих пластинок 113 и 123 с круговой поляризацией.

На фиг. 12С показан еще один пример излучающей пластинки с круговой поляризацией в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном примере излучающие пластинки 113 и 123 с круговой поляризацией имеют форму, подобную четырехугольному кольцу и образованную путем выполнения четырехугольного отверстия 416 в центре шестиугольной излучающей пластинки, показанной на фиг. 12А.

Излучающая пластинка с круговой поляризацией, показанная на фиг. 12С, позволяет уменьшить до минимума размер пластинки и, тем самым, уменьшить размеры самого радарного детектора.

Не следует считать, что описанные и показанные на чертежах варианты осуществления настоящего изобретения ограничивают его техническую идею. Объем защиты настоящего изобретения ограничен только признаками, изложенными в пунктах прилагаемой формулы. При этом в указанных пределах специалистами в данной области техники могут быть внесены различные модификации и изменения. Таким образом, объем защиты настоящего изобретения охватывает модификации и изменения, которые являются очевидными для специалистов в данной области техники.

НОМЕРА ПОЗИЦИЙ

100, 200, 300 Антенна для радарного детектора

101 Блок питания

102 Первая ветвь

103 Вторая ветвь

104 Третья ветвь

110, 310 Патч-антенна первого частотного диапазона

111, 311 Полоска первого частотного диапазона

112, 312а, 312b Линия подачи питания первого частотного диапазона

113, 313а, 313b Первая излучающая пластинка

114, 124, 314а, 314b, 324а,

324b, 324с Щель

120, 320 Патч-антенна второго частотного диапазона

121, 321 Полоска второго частотного диапазона

122, 322а, 322b, 322с Линия подачи питания второго частотного диапазона

123, 323а, 323b, 323с Вторая излучающая пластинка

130 Антенный шлейф первого частотного диапазона

131 Первый антенный шлейф первого частотного диапазона

132 Второй антенный шлейф первого частотного диапазона

140 Антенный шлейф второго частотного диапазона

141 Первый антенный шлейф второго частотного диапазона

142 Второй антенный шлейф второго частотного диапазона

151 Первый антенный шлейф третьего частотного диапазона

152 Второй антенный шлейф третьего частотного диапазона

311а, 311 b, 321а, 321b,

321с Согласованный вывод

311с, 311d, 321d, 321е, 321f Соединительная полоска

415 Щель

416 Четырехугольное отверстие.

Настоящее изобретение относится к антенне для радарного детектора, содержащей: блок питания; первую и вторую ветви, отходящие от указанного блока питания; патч-антенну первого частотного диапазона, подсоединенную к указанной первой ветви и имеющую характеристику первого частотного диапазона; патч-антенну второго частотного диапазона, подсоединенную к указанной второй ветви и имеющую характеристику второго частотного диапазона; антенный шлейф второго частотного диапазона, расположенный между указанным блоком питания и указанной патч-антенной первого частотного диапазона на указанной первой ветви; и антенный шлейф первого частотного диапазона, расположенный между указанным блоком питания и указанной патч-антенной второго частотного диапазона. Технический результат заключается в уменьшении размеров и расширении полосы пропускания при высоком коэффициенте усиления. При этом в предлагаемой антенне для радарного детектора с одним блоком питания может сочетаться множество антенн, имеющих различные частотные характеристики, без ущерба для характеристик указанного множества антенн. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Антенна для радарного детектора, содержащая:
блок питания;
первую ветвь и вторую ветвь, отходящие от указанного блока питания;
патч-антенну первого частотного диапазона, подсоединенную к указанной первой ветви и имеющую характеристику первого частотного диапазона;
патч-антенну второго частотного диапазона, подсоединенную к указанной второй ветви и имеющую характеристику второго частотного диапазона;
антенный шлейф второго частотного диапазона, расположенный между указанным блоком питания и указанной патч-антенной первого частотного диапазона на первой ветви для предотвращения прохождения сигнала второго частотного диапазона к патч-антенне первого частотного диапазона; и
антенный шлейф первого частотного диапазона, расположенный между указанным блоком питания и указанной патч-антенной второго частотного диапазона на второй ветви для предотвращения прохождения сигнала первого частотного диапазона к патч-антенне второго частотного диапазона.

2. Антенна для радарного детектора по п. 1, в которой антенный шлейф первого частотного диапазона отстоит от блока питания на расстояние, равное 1/4 длины направленной волны первого частотного диапазона, а антенный шлейф второго частотного диапазона отстоит от блока питания на расстояние, равное 1/4 длины направленной волны второго частотного диапазона.

3. Антенна для радарного детектора по п. 2, в которой длина антенного шлейфа первого частотного диапазона соответствует 1/4 длины направленной волны первого частотного диапазона, а длина антенного шлейфа второго частотного диапазона соответствует 1/4 длины направленной волны второго частотного диапазона.

4. Антенна для радарного детектора по п. 1, в которой блок питания, а также первая ветвь и вторая ветвь образуют Т-образное соединение.

5. Антенна для радарного детектора по п. 1, в которой первый частотный диапазон входит в любой из следующих диапазонов: диапазон частот X от 8 до 12 ГГц, диапазон частот Ku от 10,95 до 14,5 ГГц, диапазон частот K от 18 до 27 ГГц, диапазон частот Kа от 26,5 до 40 ГГц.

6. Антенна для радарного детектора по п. 5, в которой второй частотный диапазон входит в любой из следующих диапазонов: диапазон частот X от 8 до 12 ГГц, диапазон частот Ku от 10,95 до 14,5 ГГц, диапазон частот K от 18 до 27 ГГц, диапазон частот Ka от 26,5 до 40 ГГц, отличный от диапазона, в который входит первый частотный диапазон.

7. Антенна для радарного детектора по п. 1, в которой первое входное полное сопротивление блока питания для патч-антенны первого частотного диапазона, включая антенный шлейф второго частотного диапазона, является таким же, как и второе входное полное сопротивление блока питания для патч-антенны второго частотного диапазона, включая антенный шлейф первого частотного диапазона.

8. Антенна для радарного детектора по п. 7, в которой первое входное полное сопротивление и второе входное полное сопротивление равны 50 Ом.

9. Антенна для радарного детектора по п. 1, в которой по меньшей мере одна из патч-антенны первого частотного диапазона и патч-антенны второго частотного диапазона содержит по меньшей мере один излучающий модуль, содержащий:
множество излучающих пластинок;
полоску, электрически соединяющую множество излучающих пластинок параллельно друг другу; и
линию подачи питания, электрически соединяющую излучающую пластинку и полоску.

10. Антенна для радарного детектора по п. 9, в которой полные сопротивления излучающих пластинок, включая линию подачи питания, отличаются друг от друга.

11. Антенна для радарного детектора по п. 10, в которой в излучающих пластинках предусмотрены щели, имеющие различные длины.

12. Антенна для радарного детектора по п. 10, в которой полоска содержит: множество согласованных выводов, соответствующих множеству излучающих пластинок таким образом, что одинаковый ток поступает к множеству излучающих пластинок; и соединительную полоску, соединяющую соседние согласованные выводы друг с другом.

13. Антенна для радарного детектора по п. 12, в которой сумма длин соединительной полоски и согласованного вывода является положительным целым числом, кратным длине направленной волны.

14. Антенна для радарного детектора по п. 13, в которой длина соединительной полоски составляет 3/4 длины направленной волны, а длина согласованного вывода составляет 1/4 длины направленной волны.

15. Антенна для радарного детектора по п. 9, в которой по меньшей мере часть из множества излучающих пластинок представляют собой излучающие пластинки с круговой поляризацией волны.

16. Антенна для радарного детектора по п. 15, в которой указанная излучающая пластинка с круговой поляризацией волны имеет шестиугольную форму и образована из четырехугольной излучающей пластинки, в которой вершины в диагональном направлении срезаны параллельно друг другу.

17. Антенна для радарного детектора, содержащая:
блок питания;
первую ветвь, вторую ветвь и третью ветвь, отходящие от указанного блока питания;
патч-антенну первого частотного диапазона, подсоединенную к указанной первой ветви и имеющую характеристику первого частотного диапазона;
патч-антенну второго частотного диапазона, подсоединенную к указанной второй ветви и имеющую характеристику второго частотного диапазона;
патч-антенну третьего частотного диапазона, подсоединенную к указанной третьей ветви и имеющую характеристику третьего частотного диапазона;
первый антенный шлейф второго частотного диапазона и первый антенный шлейф третьего частотного диапазона, расположенные между указанным блоком питания и указанной патч-антенной первого частотного диапазона на указанной первой ветви;
первый антенный шлейф первого частотного диапазона и второй антенный шлейф третьего частотного диапазона, расположенные между указанным блоком питания и указанной патч-антенной второго частотного диапазона на указанной второй ветви; и
второй антенный шлейф первого частотного диапазона и второй антенный шлейф второго частотного диапазона, расположенные между указанным блоком питания и указанной патч-антенной третьего частотного диапазона на указанной третьей ветви.

18. Антенна для радарного детектора по п. 17, в которой первый антенный шлейф первого частотного диапазона и второй антенный шлейф первого частотного диапазона отстоят от блока питания на расстоянии, равном 1/4 длины направленной волны первого частотного диапазона, соответственно; первый антенный шлейф второго частотного диапазона и второй антенный шлейф второго частотного диапазона отстоят от блока питания на расстоянии, равном 1/4 длины направленной волны второго частотного диапазона, соответственно; а первый антенный шлейф третьего частотного диапазона и второй антенный шлейф третьего частотного диапазона отстоят от блока питания на расстоянии, равном 1/4 длины направленной волны третьего частотного диапазона, соответственно.

19. Антенна для радарного детектора по п. 18, в которой первый антенный шлейф первого частотного диапазона выступает от второй ветви на 1/4 длины направленной волны первого частотного диапазона, второй антенный шлейф первого частотного диапазона выступает от третьей ветви на 1/4 длины направленной волны первого частотного диапазона, первый антенный шлейф второго частотного диапазона выступает от первой ветви на 1/4 длины направленной волны второго частотного диапазона, второй антенный шлейф второго частотного диапазона выступает от третьей ветви на 1/4 длины направленной волны второго частотного диапазона, первый антенный шлейф третьего частотного диапазона выступает от первой ветви на 1/4 длины направленной волны третьего частотного диапазона, а второй антенный шлейф третьего частотного диапазона выступает от второй ветви на 1/4 длины направленной волны третьего частотного диапазона.

20. Антенна для радарного детектора по п. 17, в которой первый частотный диапазон, второй частотный диапазон и третий частотный диапазон включают в себя любой из следующих диапазонов: диапазон частот X от 8 до 12 ГГц, диапазон частот Ku от 10,95 до 14,5 ГГц, диапазон частот K от 18 до 27 ГГц, диапазон частот Ka от 26,5 до 40 ГГц, причем первый частотный диапазон, второй частотный диапазон и третий частотный диапазон отличаются друг от друга.