Антенна Российский патент 2024 года по МПК H01Q1/38 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике антенн, и может использоваться в беспроводных сетях для передачи и приема различной информации.

Известна конструкция печатной антенны (см., C. Sabatier, T-dipole arrays for mobile applications, IEEE Antennas Propag. Mag., vol. 45, no. 6, pp. 2–26, Dec. 2003), в которой диполь и элемент связи, представляющий собой зигзагообразную полосковую линию, расположены на противоположных сторонах фольгированного диэлектрика.

Недостатком данной антенны являются сравнительно низкая чувствительность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является выполненная печатным способом антенна (см. патент США № 3845490, МПК H01Q 9/16, H01Q 21/08 и H01P 3/08, опубл. 29.10.1974), плечи диполя которой расположены на одной стороне печатной платы, а запитывающий элемент в виде полосковой линии Г-образной формы размещен на другой.

Недостатком антенны, указанной в качестве наиболее близкого аналога, является то, что она рассчитана на фиксированную частоту, определяемую геометрическими параметрами устройства.

Техническим результатом заявленного изобретения является расширение диапазона частот антенны, выбор рабочей дискретной частоты из которого осуществляет потребитель.

Указанный технический результат достигается тем, что в антенне, содержащей сформированные печатным способом на верхней стороне фольгированного диэлектрика диполь с U-образным шлейфом, а на нижней − элемент связи Г-образной формы, дополнительно введен коаксиальный разъем с волновым сопротивлением 50 Ом, центральный проводник которого подключен ко входу элемента связи, вертикальная часть которого представляет собой последовательно соединенные микрополосковые линии передачи соответственно с волновыми сопротивлениями 50 Ом и 62 Ом, а их длины соотносятся как 1:3, высота U-образного шлейфа 2 составляет ~λ_СР/5, ширина ~λ_СР/16, а глубина паза в нем ~λ_СР/8, проводящие полигоны на противоположных сторонах диэлектрической пластины электрически соединены друг с другом с помощью переходного отверстия, размещенного в районе горизонтального окончания элемента связи, к тому же на верхнюю поверхность симметрично вертикальной оси антенны нанесены деления с указанием рабочей частоты, которой соответствует диполь с линейными размерами, ограниченными данными метками.

На момент подачи заявки авторами не обнаружены технические решения аналогичные или сходные отличительным признакам предлагаемого изобретения в патентах или в научно-технической литературе как в РФ, так и за границей, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого устройства критерию «новизна».

Изобретение может быть изготовлено на существующем оборудовании, с использованием известных технологий и широко распространённых материалов, следовательно, данная антенна соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами:

Фиг. 1 - конструкция антенны;

Фиг. 2, 3 и 4 - зависимость коэффициента стоячей волны (КСВ) антенны от частоты в трех рабочих поддиапазонах;

Фиг. 5 - фотография изготовленной антенны.

Антенна (Фиг. 1) содержит, диполь 1, U-образный шлейф 2 и элемент связи 3 в виде линии передачи Г-образной формы, представляющие из себя электрически соединенные друг с другом посредством переходного отверстия 4 проводящие полигоны, сформированные печатным способом на противоположных сторонах фольгированного диэлектрика 5, выполненного в виде буквы Т, коаксиальный разъем 6 с волновым сопротивлением 50 Ом, центральный проводник которого подключен к выходу элемента связи 3, вертикальная часть которого представляет собой последовательно соединенные микрополосковые линии передачи соответственно с волновыми сопротивлениями 50 Ом и 62 Ом, а их длины соотносятся как 1:3, высота U-образного шлейфа 2 составляет ~λ_СР/5, ширина ~λ_СР/16, а глубина паза в нем ~λ_СР/8. Методом, например, трафаретной печати на верхнюю поверхность антенны симметрично вертикальной её оси нанесены деления 7 с указанием рабочей частоты, которой соответствует диполь с линейными размерами (~λ_Р/2), ограниченными данными метками.

Геометрические параметры широкополосной антенны приведены на Фиг. 1.

Антенна работает следующим образом.

Антенна предназначена для работы на фиксированных частотах в диапазоне частот f∈[f_Н, f_В], где f_Н и f_В − соответственно нижняя и верхняя границы рабочего диапазона частот.

Выбор той или иной частоты осуществляется потребителем путем приведения геометрических размеров диполя к значению, соответствующему желаемой частоте. Размерная обработка полотна антенны осуществляется по рискам, нанесенным на её поверхность, например, с помощью ножниц по металлу.

Электромагнитная волна наводит э.д.с. на выходе диполя 1, которая через элемент связи 3 поступает на коаксиальный разъём 6 и далее в тракт с волновым сопротивлением 50 Ом.

Эффективность работы устройства предлагаемого устройства будем рассматривать на примере конкретной реализации антенны, предназначенной для работы на следующих дискретных частотах 640, 680, 725, 775, 830, 900,1060, 1150, 1260, 1380, 1540.

Обратимся к графикам, из которых видно, что КСВ антенны в нижнем - 640 МГц (Фиг. 2), среднем - 900 МГц (Фиг. 3) и верхнем - 1540 МГц (Фиг. 4) диапазонах не превышает двух единиц, что является допустимой величиной (см., например, Дементьев А.Н., Трефилов Д.Н., Трефилов Н.А. Антенны СВЧ: Учеб. Пособие, часть 1. – М.: МИРЭА - Российский технологический университет, 2019. – с. 26).

Таким образом, из сказанного выше следует, что коэффициент перекрытия предлагаемой антенны составляет величину:

f_В/f_Н≈2,4,

а выбор её рабочей частоты из предлагаемого набора дискретных частот осуществляет потребитель.

Использование: изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике антенн, и может использоваться в беспроводных сетях для передачи и приема различной информации. Технический результат: расширение диапазона частот антенны, выбор рабочей дискретной частоты из которого осуществляет потребитель. Сущность: антенна содержит сформированные печатным способом на верхней стороне фольгированного диэлектрика диполь с U-образным шлейфом, а на нижней - элемент связи Г-образной формы, коаксиальный разъем с волновым сопротивлением 50 Ом, центральный проводник которого подключен к входу элемента связи, проводящие полигоны на противоположных сторонах диэлектрической пластины электрически соединены друг с другом с помощью переходного отверстия, размещенного в районе горизонтального окончания элемента связи, к тому же на верхнюю поверхность симметрично вертикальной оси антенны нанесены деления с указанием рабочей частоты, которой соответствует диполь с линейными размерами, ограниченными данными метками. 5 ил.

Антенна, содержащая сформированные печатным способом на верхней стороне фольгированного диэлектрика диполь с U-образный шлейфом, а на нижней - элемент связи Г-образной формы, отличающаяся тем, что дополнительно введен коаксиальный разъем с волновым сопротивлением 50 Ом, центральный проводник которого подключен к входу элемента связи, вертикальная часть которого представляет собой последовательно соединенные микрополосковые линии передачи соответственно с волновыми сопротивлениями 50 Ом и 62 Ом, а их длины соотносятся как 1:3, высота U-образного шлейфа (2) составляет ~λ_СР/5, ширина ~λ_СР/16, а глубина паза в нем ~λ_СР/8, проводящие полигоны на противоположных сторонах диэлектрической пластины электрически соединены друг с другом с помощью переходного отверстия, размещенного в районе горизонтального окончания элемента связи, при этом на верхнюю поверхность симметрично вертикальной оси антенны нанесены деления с указанием рабочей частоты, которой соответствует диполь с линейными размерами, ограниченными данными метками.