Антенна Советский патент 1988 года по МПК H01Q1/38 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в печатных микрополосковых антеннах, содержащих многоволНовый излучающий резонатор бегущей волны.

Целью изобретения является формирование осевого излучения и увеличение коэффициента усиления.

На фиг.1 схематически изображена 10 антенна, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид сбоку; Иа фиг.З - схема за- -, питки антенны; на фиг.4 - антенна, вариант исполнения гфи п 7, то 6; на фиг.З - то же, другой вариант ис-. 5 полнения при п 5, m 6; на фиг.6- структурная схема антенны по фиг.4 при п 5, m 4.

Антенна содержит резонатор бегущей волны, образован:ный проводником 20 1 длиной п% размешгенным над экра-. ном 2 (на фиг.1-6 диэлектрический поддерживающий материал не показан).

Проводник 1 состоит из m отрезко§ 3, имеющих равную длину и размещен- 25 ных на высоте h,,, нар, экраном 2. Отрезки 3 соединены последовательно друг с другом участками 4 проводника 1.. Все участки 4 имеют равную длину и расположены на высоте h над экраном 2. Оба ко1ща 5 участков 4, присоединяемые к отрезкам 3, могут быть выполнены в виде плавных переходов для уменьщения отражений в ре- зонаторе бегущей волиы, которым явля- ется проводник 1. Проводник 1 на участке 4 соединен: направленным от- ветвителем 6 с входной линией 7 передачи. Направленный ответвитель 6 может быть вьтолнен на связанных ли- ниях 8 и 9 (фиг.1) или на Т-образ- ном соединении полосковых проводни- ков 10 и 11 (фиг.2) с различным волновым сопротивлени:ем4

Поскольку затухакяе волны в резонаторе бегущей вогаал за счет излучения многих отрезков 3 велико, предпочтительно использовать Т-образные ;соединения или несколько ответвите- лей 6 для создания большой связи ре зонатора бегущей с входной линией 7 передачи.

Антенна работает следующим образок.

При подаче сигнала па входной линии 7 передачи через направленный ответвитель Б в проводнике 1 возбуждается бегущая против часовой стрел30

35

40

45

50

ки волна (фиг.1). При длине проводника 1, кратной длине волны в хшнии, в нем происходит резонансное увеличение амплитуды бегущей волны. Участки 4 бегущая волна проходит без излучения. Излучение имеет место при прохождении ею отрезков 3, расположенных на больщей высоте над экраном 2, чем соединяющие их участки 4. Резонатор бегущей волны состоит из одинаковых частей, повторяющихся с пео /риодом - - (фиг.1). Каждая часть m

содержит (излучающие) отрезки 3, отличающиеся друг от друга поворотом

2Г

на угол и фазой

m

2/ и п

ж

m

Поле, излученное каждым отрезком 3, в направлении нормали к экрану 2, содержит правую и левую составлякяцие круговой поляризации. Поворот излу- чакяцего отрезка на определенный угол дает такой же фазовый сдвиг поля круговой составляющей, если направление поворота совпадает с направлением вращения поля, или противоположного знака, если направление поворота про тивоположно направлению вращения поля. Поэтому правополяризованные составляющие всех отрезков 3 интерферируют с фазовым набегом между соседними отрезками

21Г m m

А левополяризованные - с набегом

21i- m га

Поле всей антенны получается в результате суммирования полей от всех отрезков 3 (сумма членов геометрической прогрессии):

-iu-S-fn-i)

прав прав е-1

Ь Е . ----.

е -(

npoen-1

Е. -га при 1 - целое

га

.Опри-S-L.

m

.2()

g«ee .

2(04-11

- нецелое

-J-1

„лев n +1 .

Е, m при 1 - целое

m

-О при 2iim

- нецелое

прав

лее

Здесь Е и Е , - правая и лвая круговые составляющие поля, излучаемого отрезком 3.

Например, при линейно-поляризованном поле Е

АИН

вы:

npat

составляющие рав,лев Е , , - -2 -

Практический интерес представляет , так как в этом случае отрезки имеют минимальную длину и наиболее эффективно излучают в направлеии оси антенны.

Таким образом, при любом излучаемом каждым отрезком 3 поле в направении от антенны усиливается круговая поляризация, совпадающая по нап- равлению вращения с направлением бегущей волны в проводнике 1, еси n-m 1, и прртивоположного направления, если т-n 1.

Поля противоположной поляризаии от всех отрезков полностью уничожают друг друг.а в направлении оси частично - в других направлениях. За счет увеличения количества разне-. сенных излучателей достигается сужение диаграммы направленности и уве- личение коэффициента усиления в осевом направлении. , . .

Дальнейщее увеличение коэффициента усиления достигается снижением уровня боковых лепестков за счет уменьшения уровня поля нежелательной поляризации, излучаемого каждым отрезком. Для этого каждому отрезку 3 придается дугообразная I форма, близкая к полуокружности со средним .

радиусом -р:-. При угловой длине 180 такой отрезок излучает поле точно круговой поляризации, при уменьшении угловой длины до 160 отклонение от круговой поляризации незначительно. При расположении их выпуклостью от центра антенны направление вращения поля каждого отрез- ка совпадает с направлением бегущей в проводнике 1 волны, а при расположении выпуклостью к центру - противоположно ему.

Ф о р мула изобретения

1 . Ан тенна, содержащая резонатор бегущей волны, выполненный в виде проводника длиной п А, где п 1 - целое число. Ok - длина рабочей волны, концы которого соединены между собой, размещенного над эраном и соединенного направленным ответвителем с входной линией передачи, о т л ичающаяся тем, что, с целью формирования осевого излучения и увеличения коэффициента усиления, проводник вьтолнен из m отрезков, имеющих равную длину, высота которых над

экраном равна h и m участков, имеющих равную длину, высота которых над экраном равна Ь„,размещенных между отрезками, причем отрезки и участки проводника симметричны относительно центра антенны, а m 5: 3 (n-in) 1, Ьд h.

2. Антенна поп.1, о тли ч а ю- щ а я с я тем, что отрезки имеют

дугообразную форму со средним ради- п-А

2

3.Антенна поп.1, отлича ю- щ а я- с я тем, что отрезки имеют дугообразную форму со средним радил

усом и угловым размером 160

80 и расположены симметрично относительно прямых, соединяющих центр антенны и центры дуг, выпуклостью от центра антенны, а п-та 1.

4. Антенна по п.1, отлича ю- щ а я с я тем, что отрезки имеют дугообразную форму со средним ра Дйусом угловым размером 1602.1|

180° и расположены симметрично относительно прямых, соединяющих центр антенны и центры дуг, выпуклостью ,к центру антенны, а .

V

.Изобретение м.б. использовано в печатных микрополосковых антеннахj содержащих многоволновой излучак)1ций резонатор бегущей волны. Целью изобретения является формирование осевого излучения и увеличения коэф.усиления. Антенна содержит резонатор бегущей волны, образованный проводником 1 длиной п Л, размещенным над экраном и состоящим из отрезков 3, имеющих равную длину и размещенных на высоте h над экраном. Отрезки 3 соединены друг с другом та участками ,4 проводника 1, имеющими равную длину и расположенными на высоте h над экраном. Проводник 1 на участке 4 соединен направленным ответвителем (Но1 6 с входной линией передачи 7. НО 6 м.б. вьшолнен на связанных линиях 8 и 9. Отрезки 3 и участки 4 проводника i симметричны относительно центра антенны, а т 3, (n-tn) l, , гдеТ длина рабочей волны. Отрезки 3 имеют дугообразную форму со средним радиусом А/2 и угловым размером 160-180 . 3 з.п. ф-лы, 6 ил. i (Л т 00 эо 00 а 4s

/

Bee. вюлна

/

( )

m 5 л 7 Фи.гЛ

fPu.2

дз(г.5

/

(

и

- 6 ffi/e.J

/