Активная СВЧ микрополосковая антенна Советский патент 1990 года по МПК H01Q23/00 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к активным микропо- лосковым антеннам, и может быть использовано как элемент активной антенной решетки, работающей в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн. .

Цель изобретения - повышение КПД.

На чертеже представлена конструкция активной СВЧ микрополосковой антенны

Активная СВЧ микрополосковая антенна содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой расположен прямоугольный металлический излучатель 2, а на другой - металлический экран 3, генераторный полупроводниковый диод 4. Длина прямоугольного металлического излучателя 2 равна пЛ0/2, ,2..., где Л„- собственная длина волны колебаний генераторного полупроводникового диода 4. Генераторный полупроводниковый диод 4 подключен к прямоугольному металлическому излучателю расстоянии Л0/4, где , эффективная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки 1. В металлическом экране 3 выполнено углубление цилиндрической формы 5, в котором симметрично относительно его оси симметрии размещен генераторный полупроводниковый диод Ц. Электрическое смещение на генераторный полупроводниковый диод 4 подается через прямоугольный металлический излучатель 2

01

4 ОЭ Ј 00 05

315

с помощью отрезка проводника 6 и НЧ- фильтра (не показан), выполненного на диэлектрической подложке 1. НЧ- фильтр и отрезок проводника 6 экрани рованы с целью исключения влияния их излучения на поле излучения активной СВЧ микрополосковой антенны. Размеры углубления цилиндрической Формы 5, диэлектрической подложки 1 и генера- торного полупроводникового диода k ,выбраны из соотношений: D2-D,H 2(Da-D,);

2Л

Н Ь/Л0 1,

20

25

собственная длина волны колебаний генераторного полупроводникового диода; соответственно толщина и эффективная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки;

соответственно высота верхней части корпуса и диаметр наружной части корпуса генераторного полупроводникового диода;

соответственно диаметр и вы- Зо сота углубления круглого сечения

высоты углубления цилиндрирмы 5 Н можно также осущестласно следующему соотноше- ченному на- основе приведеношений.

35

).

где h - толщина диэлектрической подложки 1.

В качестве генераторного полупроводникового диода 4 может быть использован диод Ганна или лавинно- пролетный диод (ЛПД).

Активная СВЧ микрополосковая антенна работает следующим образом.

При постоянном токе, равном пусковому току генераторного полупроводникового диода А (ЛПД), возбуждаются колебания на собственной частоте контура, образованного емкостью корпуса ЛПД и индуктивностью вывода, при этом обеспечивается высокая избирательност по частоте. Энергия колебаний запаса- ется в кольцевом резонаторе, образованном наружной частью корпуса генераторного полупроводникового диода k

и внутренней стенкой углубления цилиндрической формы 5, имеющем высокую добротность и резонансную частоту, равную собственной частоте генератор- ногр полупроводникового диода k. Кольцевой резонатор обеспечивает также согласование генераторного полупроводникового диода с прямоугольным металлическим излучателем 2, передавая запасенную энергию в его резонатор.

Выбор высоты углубления цилиндрической формы Н согласно приведенному соотношению обеспечивает хорошее ка0

5

о

5

0

5

5

ляет повысить КПД предложенной активной СВЧ микрополосковой антенны. Повышению КПД и обеспечению устойчивого режима излучения на фиксированной частоте способствует также то, что активный элемент за счет использования кольцевого резонатора развязан от внешних воздействий. Формула изобретения

Активная СВЧ микрополосковая антенна, содержащая диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен прямоугольный металлический излучатель, а на другой - металлический экран, генераторный полупроводниковый диод, подключенный к прямоугольному металлическому излучателю через отверстие в диэлектрической подложке, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, в металлическом экране выполнено углубление цилиндрической формы, в котором симметрично относительно его оси симметрии размещен генераторный полупроводниковый диод, при этом размеры углубления цилиндрической формы, диэлектрической подложки и генераторного полупроводникового диода выбраны из соотношений

D -П, Н ( ) ;

2Л,

DI

DI;

2Ь/П, M; 1,

h, Ј

Э4

где Ав - собственная длина волны колебаний генераторного полупроводникового диода; соответственно толщина и эффективная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки;

b, Dt - соответственно высота верхней части корпуса и диаметр

515W6

наружной масти корпуса re- , D2, H нераторного полупроводникового диода;

- соответственно диаметр и высота углубления круглого сечения.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение КПД. Антенна содержит диэлектрическую подложку 1, прямоугольный металлический излучатель 2, металлический экран 3 с углублением 5 цилиндрической формы, генераторный полупроводниковый диод 4 и отрезок 6 проводника. При подаче пускового тока на диод 4 возбуждаются колебания, энергия которых запасается в кольцевом резонаторе, образованном наружной частью корпуса диода 4 и внутренней стенкой углубления 5. Этот резонатор имеет высокую добротность и резонансную частоту, равную собственной частоте диода 4. Он также обеспечивает согласование диода 4 с излучателем 2, передавая запасенную энергию в его резонатор. За счет выбора высоты углубления 5 обеспечивается хорошее качество этого согласования, что повышает КПД антенны. Использование кольцевого резонатора, обеспечивающего развязку диода 4 от внешних воздействий, также повышает КПД антенны. 1 ил.

с / .

7/S7,

W///y/A///////A