Микрополосковая антенна Советский патент 1990 года по МПК H01Q1/38 

Изобретение относится к антенно-фидер- ным устройствам и может быть использовано в качестве самостоятельной антенны или в составе антенной решетки.

Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления.

На фиг. 1 представлена структурная схема микрополосковой антенны, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Микрополосковая антенна содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой расположен прямоугольный металлический экран 2, а на другой - прямоугольный излучающий элемент 3, и питающий коаксиальный кабель 4. Прямоугольный металлический экран 2, диэлектрическая подложка 1 и прямоугольный излучающий элемент 3 изогнуты симметрично относительно плоскости симметрии, проходящей через оси симметрии прямоугольного металлического экрана 2 и прямоугольного излучающего элемента 3, при этом прямоугольный металлический экран 2 и прямоугольный излучающий элемент 3 образуют соответственно двугранные углы

. ,2d

трической подложки 1. Длина и ширина прямоугольного металлического экрана 2 превы30 шают соответственно длину и щирину прямоугольного излучающего элемента 3. Внутренний проводник питающего коаксиального кабеля 4 подключен к прямоугольному излучающему элементу 3 в точке, расположенной на его оси симметрии, а внешний про35 водник соединен с прямоугольным металл и-, ческим экраном 2.

Микрополосковая антенна работает следующим образом.

Электромагнитная энергия посредством питающего коаксиального кабеля 4 посту пает в микрополосковый резонатор, образованный прямоугольным металлическим экраном 2 и прямоугольным излучающим элементом 3, и излучается в свободное пространство через щели между кромками прямо45 угольного излучающего элемента 3 и прямоугольным металлическим экраном 2.

Экспериментальное испытание микрополосковой антенны показало, что изгиб прямоугольного металлического экрана 2 на угол и прямоугольного излучающего эле2fi и a arcsin(}, где d - мини- 50 .С5/п позволяет

трической подложки 1. Длина и ширина прямоугольного металлического экрана 2 превышают соответственно длину и щирину прямоугольного излучающего элемента 3. Внутренний проводник питающего коаксиального кабеля 4 подключен к прямоугольному излучающему элементу 3 в точке, расположенной на его оси симметрии, а внешний проводник соединен с прямоугольным металл и-, ческим экраном 2.

Микрополосковая антенна работает следующим образом.

Электромагнитная энергия посредством питающего коаксиального кабеля 4 поступает в микрополосковый резонатор, образованный прямоугольным металлическим экраном 2 и прямоугольным излучающим элементом 3, и излучается в свободное пространство через щели между кромками прямоугольного излучающего элемента 3 и прямоугольным металлическим экраном 2.

Экспериментальное испытание микрополосковой антенны показало, что изгиб прямоугольного металлического экрана 2 на угол и прямоугольного излучающего эле .С5/п позволяет

Изобретение относится к области антенно-цифровых устройств и может быть использовано в качестве самостоятельной антенны или в составе антенной решетки. Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления. Микрополосковая антенна (МПА) содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой расположен прямоугольный металлический экран (ПМЭ) 2, а на другой - прямоугольный излучающий элемент (ПИЭ) 3, и питающий коаксиальный кабель 4. ПИЭ 2, диэлектрическая подложка 1 и ПИЭ 3 изогнуты симметрично относительно плоскости симметрии, проходящей через оси симметрии ПМЭ 2 и ПИЭ 3, при этом ПМЭ 2 и ПИЭ 3 образуют соответственно двугранные углы β*98150° и Α*98б+2ARCSIN 2D/B, где D - минимальная толщина диэлектрической подложки 1

B - ширина ПИЭ 3, вдоль плоскости симметрии в направлении излучения МПА. ДЛИНА ПИЭ 3 равна (0,48-0,50)λ/√ε_R, где λ - рабочая длина волны

ε_R - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки 1. Длина и ширина ПМЭ 2 превышает соответственно длину и ширину ПИЭ 3. ВНУТРЕННИЙ ПРОВОДНИК ПИТАЮЩЕГО КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ 4 ПОДКЛЮЧЕН К ПИЭ 3 в точке, расположенной на его оси симметрии, а внешний проводник соединен с ПМЭ 2. ПРИ РАБОТЕ МПА электромагнитная энергия посредством питающего коаксиального кабеля 4 поступает в микрополосковый резонатор, образованный ПМЭ 2 и ПИЭ 3, и излучается в свободное пространство через щели между краями ПИЭ 3 и ПМЭ 2. ИЗГИБ ПМЭ 2 на угол β*98150° и ПИЭ 3 на угол α*98б+2ARCSIN 2D/B позволяет увеличить коэффициент усиления (КУ) до 13 дБ. Величина КУ МПА зависит от размеров (длины и ширины) ПМЭ 2, при этом для каждых фиксированных размеров имеется свой оптимальный угол изгиба ПМЭ 2 β_опт, при котором КУ МПА принимает максимальное значение. Изгиб ПМЭ 2 на угол β*98б_OпT пРиВОдиТ K уМЕНьшЕНию КУ, A уВЕличЕНиЕ ЕгО РАзМЕРОВ ВлЕчЕТ зА СОбОй уМЕНьшЕНиЕ зНАчЕНия ОпТиМАльНОгО углА изгибА β_OпT и уВЕличЕНиЕ МАКСиМАльНОгО зНАчЕНия КУ МПА. ПРИ УГЛАХ Β*98150° КУ МПА становится близким к КУ плоской МПА. 2 ил.

мальная толщина диэлектрической подложки ; b - ширина прямоугольного излучающего элемента 3, вдоль плоскости симметрии в направлении излучения микрополоско вой антенны. Длина прямоугольного излучающего элемента 3 равна (0,48-0,05) i/C, где К - рабочая длина волны; е, - относительная диэлектрическая проницаемость диэлекувеличить коэффициент усиления до 13 дБ. Величина коэффициента усиления микрополосковой антенны зависит от размеров (дли- ны и ширины) прямоугольного металлического экрана 2, при этом для каждых фиксированных размеров имеется свой оптимальный угол изгиба Рор( прямоугольного

металлического экрана 2, при котором коэффициент усиления микрополосковой антенны принимает максимальное значение. Изгиб прямоугольнвго металлического экрана 2 на угол Р :рор/ приводит к уменьшению коэффициента усиления, а увеличение его размеров влечет за собой уменьшение значения оптимального угла изгиба Pop/ и увеличение максимального значения коэффициента усиления микрополосковой антенны. При углах коэффициент усиления микрополосковой антенны становится близким к коэффициенту усиления плоской микрополосковой антенны.

Таким образом, микрополосковая антенна, позволяет увеличить коэффициент усиления.

Формула изобретения

Микрополосковая антенна, содержащая диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен прямоугольный металлический экран, а на другой - прямоугольный излучающий элемент, питающий коаксиальный кабель, внутренний проводник которого подключен к прямоугольному излу0

чающему элементу, а внешний - к прямоугольному металлическому экрану, при этом прямоугольный металлический экран, диэлектрическая подложка и прямоугольный излучающий элемент изогнуты симметрично относительно плоскости симметрии, проходящей через большие оси симметрии прямоугольного металлического экрана и прямоугольного излучающего элемента, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления, прямоугольный металлический экран и прямоугольный излучающий элемент изогнуты соответственно с образованием двугранных углов р ;150° и a.- -{-2arcsin(2d/b), где d - минимальная толщина диэлектрической подложки, а b - ширина прямоугольного излучающего элемента, вдоль п«тоскости симметрии в направлении излучения микрополосковой антенны, при этом длина прямоугольного излучающего элемента равна (0,48-0,50),, где X - рабочая длина волны; ЕГ - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки, а внутренний проводник питающего коаксиального кабеля подклк - чен к прямоугольному излучающему элементу в точке, расположенной на большей его оси симметрии.

0

5