Печатная резонаторная антенна Советский патент 1992 года по МПК H01Q1/38 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к печатным антеннам.

Известны печатные резонаторные антенны, содержащие проводящую пластину, размещенную на диэлектрической подложке с проводящим экраном. Толщина диэлектрика выбирается обычно меньше 0,1 Я, где Я- рабочая длина волны. Излучатель (проводящая пластина) чаще всего возбуждается штырем, который является продолжением центрального проводника коаксиального кабеля, через отверстие в экране. Для линии передачи излучатель является плоским заполненным диэлектриком резонатором с потерями, обусловленными потерями на излучение и на потери в диэлектрике м металле. Излучатели печатных резонаторных антенн имеют самые разнообразные геометрические формы: прямоугольные, круглые, треугольные, эллиптические, кольцевые и т.д. 1 и 2.

К недостаткам печатных резонаторных антенн можно отнести сложность точной настройки на заданную рабочую частоту. Это обстоятельство связано с тем, что рабочая полоса частот резонаторных печатных антенн составляет около 1 % от рабочей частоты. Применяемые расчетные формулы ввиду отсутствия строгой теории не приводят к высокой точности, что не позволяет без предварительной проработки настраивать антенны на требуемую частоту.

Известна конструкция печатной резона- торной антенны, содержащая прямоугольную проводящую пластину, размещенную на диэлектрической подложке с проводящим экраном, возбужающий штырь, соединенный с проводящей пластиной в точке на ее оси симметрии, коаксиальный фидер, центральный проводник которого через отверстие в проводящем экране и диэлектрической подложке соединен с возбуждающим штырем, а внешний проводник соединен с проводящим экраном 3.

Недостатком известной антенны явпя- ется сложность настройки.

Целью изобретения является обеспечение согласования печатной резонаторной антенны.

Для достижения поставленной цели у известной печатной резонаторной антенны, содержащей проводящую пластину, разме(Л

С

xi

СП со ел ю

щенную на диэлектрической подложке с проводящим экраном, возбуждающий штырь, соединенный с проводящей пластиной в точке на ее оси симметрии, коаксиаль- ный фидер, центральный проводник которого через отверстие в проводящем экране и диэлектрической подложке соединен с возбужаюицим штырем, а внешний про- водЯик соединен с проводящим экраном, введен диэлектрический элементе электри- ческмми размерами не более четверти длины волны, размещенный на проводящем экране с возможностью перемещения вдоль оси симметрии проводящей пластины. Введение в ближнюю зону печатной ре- зонаторной антенны диэлектрического элемента приводит к изменению полного сопротивления антенны, что влечет за собой изменение резонансной частоты. Максимальные размеры диэлектрического элемента выбраны из условия, чтобы в нем не возбуждались близкие по частоте типы волн, причем при уменьшенииразмеров диэлектрического элемента уменьшается влияние на печатную резонаторную антенну. Подбирай в каждом конкретном случае экспериментально размер диэлектрического элемента и расстояние до антенны можно добиться согласования за счет подстройки в пределах 1 %, причем со смещением рабочего диапазона в область низких частот.

На фиг.1 представлена печатная резо- наторная антенна, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - экспериментальный макет; на фиг.4 - результаты измерения характеристик экспериментального макета при согласовании диэлектрическим элементом.

Печатная резонаторная антенна содержит проводящую пластину 1, Диэлектрическую подложку 2, проводящий экран 3, коаксиальный фидер 4, возбуждающий штырь 5, диэлектрический элемент 6, Проводящая пластина 1 размещена на диэлектрической подложке 2 с проводящим экраном 3. Возбуждающий штырь 5 соединен с проводящей пластиной 1 в точке на ее оси симметрии. Коаксиальный фидер 4 соединен центральным проводником через отверстие в проводящем экране 3 и диэлектрической подложке 2 с возбуждающим штырем 5, Внешний проводник коаксиального фидера соединен с проводящим экраном. На проводящем экране размещен диэлектрический элемент 6 с электрическими размерами не более четверти длины волны с возможностью перемещения вдоль оси симметрии проводящей пластины. Размеры диэлектрического элемента и расстояние до антенны подбираются экспериментально.

Предлагаемая печатная резонаторная

антенна работает следующим образом.

При возбуждении проводящей пластины 1 коаксиальным фидером 4 с подключенным к центральному проводнику коаксиального

фидера возбуждающим штырем 5 диэлектрический элемент 6 играет роль согласующего реактивного сопротивления. При выбранных размерах диэлектрического элемента и расстояния до антенны обеспечивается полная компенсация реактивного сопротивления печатной резонаторной антенны на частоте ниже первоначальной (без диэлектрического элемента).

Таким образом, изобретение обеспечивает согласование печатной резонаторной антенны.

Экспериментальный макет (фиг.З) изготовлен из листа двустороннего фольгиро- ванного армированного фторопласта марки

ФФ-4Д. Результаты измерения характеристик экспериментального макета при согласовании диэлектрическим элементом представлены на фиг.4.

Положительный эффект от предлагаемого устройства состоит в меньших потерях мощности за счет улучшения согласования. Технологичность очевидна в сравнении с традиционными методами подбора точки питания. Такую антенну легко согласовать в

комплексе с передатчиком либо приемником в определенных условиях излучения или приема.

Формула изобретения Печатная резонзторная антенна, содержащая проводящую пластину, размещенную на диэлектрической подложке с проводящим экраном, возбуждающий штырь, соединенный с проводящей пластиной в точке на ее оси симметрии, коаксиальный фидер, центральный проводник которого через отверстие в проводящем экране и диэлектрической подложке соединен с возбуждающим штырем, а внешний проводник - с проводящим экраном, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения

согласования, введен диэлектрический элемент с электрическими размерами не более четверти длины волны, размещенный на проводящем экране с возможностью перемещения вдоль оси симметрии проводящей

пластины.

Фиг.1

А-А

Изобретение относится к антеннам СВЧ, Цель изобретения - обеспечение согласования достигается введением диэлектрического элемента с электрическими размерами не более четверти длины волны, размещенного на проводящем экране с возможностью перемещения вдоль оси симметрии проводящей пластины. 4 ил,

Фиг. 2

ФигЗ

КСбН

и

V

f0-0,01fo Фиал

fa