Активная малогабаритная свч антенна Советский патент 1977 года по МПК H01Q13/18 

Изобретепие

относится к СВЧ-интегральяым антенным.

Известны, малогабаритные антенны аналогичного наз ачения предствавляют собой малую (д,-и1:к:и 1 порядка О, ).) Н1ель, нрорезанную в экране, с резонатором и активным усилительным элеме1-:гом.

Цель изобретения - обеспечение дианазонных свойстгз, частотной перестойки антенны и нитания активного элемента постоянным напрял еннем.

В предлагаемой антенне активный элемент установлен в месте возбуждения резонатора в подвижной металлической обойме, контактнруюшей с внутренней стенкой полого коаксиала, который одновременно служит как для канализации высоксчасп) 11(й энер: ИИ, пж и для нитаиия активного элемента постоянным напряжением

На фиг. 1 изображена активная антенна, общий вид; на фиг. 2 - подвижная мета,тлическая обойма; на фиг. 3 - электрическая схема активного элемента антенны; на фиг. 4 - диаграмма направленности антенны в плоскости .

проводники, диэлектрические изоляторы 9- Н, стержни 12 и 13, а также обойму 14, состоящую из корпуса 15, Д1 электрической илаты IB и диэлектрических шайб 17 н 18.

Резонатор 1 врезан отк)ытой сторонг)й в плоский экран 2, т. е. размер щели совпадает с пог}еречным сечением резонатора. Размеры его следующие: ).ср (средняя длина волны исследуемого диапазона); высота (болыпая сторона поперечного сечения) 0,092. ишрина (меньи.1ая сторона поперечного сечения) 0,022, глубина (расстояние от экрана 2 до дна резонатора) 0,019 и расстояние от оси Е озпудителя до экрана 2 0,005.

По обеим сторонам резонатора на боковых стенках установлены сооснонолые коаксиалы 3 и 4, которые образованы внутренними 5 и 6 и внен1ними 7 и 8 проводниками. /1,1я крепления внутренних ироводников испол1)3ованы диэлектрическне изоляторы 9 - 11. Проводники 5 и 6 1ю,1ые с иангами на коииах для обхвата прох(Х1ящих и перемешаюпигхся в потостях стержней 12 и 13. тими стержнями расположена металлическая цилиндрическая обойма 14. Д,1Я ее контакта с внутренней стенкой проводника 7 конец обоймы выполнен в виде подпруж |ненной цангн. В корпусе 15 обоймы размещена диэлектричес

кая плата 16, по обе стороны ко-гарой идет монтаж элементов схемы активной частя устройства, как ус/.авно показано на фиг. 2. 11лата 16 зажата шайбами 17 и 18 в корпусе 15 с помощью а)еталлнче :ких стержней 12 и 13.

Корпус 15 используют в качестве земляной шины. Питание активного элемента постоянным напряжением осуш.ес вляется со стороны ВЧ-разъема через коаксиал 3, образованный проводниками 5, 13, 7 (стержень 13 выполняет роль проводника). Для ввода постоянного напряжения з ВЧ-кабель, подключаемый к разъему антенны, используется специальное устройство. Сопротивления Rt н R образуют делитель напряжении для получения рабочего режима активного элемента, в качестве которого в предлагаемой антенне использован транзистор 1Т313В. Волновые сопротивления отрсзкос коаксиалов 3 и 4 равны 50 Ом.

HHTcrpa.TbJSoro типа требуют введения новых кр териеп oneiiitH их качества. Расчленение устройства япрушает правильность анализа работы. В связи с этил1 такие параметры, как, например, коэффнцненты усиления собственно щели с резонатором и активного элемента (ргжно, как и коэффициенты шума) не могут служить оценкой качества интегральной антенны, так как они не харатстеризуют активну:о антенну как едннс-е устройство. Г|{)этому для оценки качества антенн с усиле Н ем вводятся критерш-п эффс1стивная шукояап температура (эффектиьзный коэффициент лу-.а). измеренная на выходе всего устройства; относительмый коэффи11не п усиления (усиление активной антенны, измеренное на выходе у .ройства и отнесепное к усилению liaccHBHOH антенны с звестным усилением). Можно объединить эти параметры в единую характеристику - так называемый коэффнциеьт эгЬфектквкостк, под которым понимается -шстное от деления отношенив. сигнал/шум на выходе системы с активной аптенной Fia отношер.ие сигпал/:лу л па выходе системы, в которую вместо актизной антенны 0.ключена О орная, т. е. агггенма с известныня ййраметрами.

Предлагаемая антенна имеет коэффяц; епт эффективностн 1,0 sio сравиению с изотронпым излучателем в исследованной полосе частот- ±7%. Возможно ®лучен е в данной алтевШ а Скитьшйж значений ко: ффйцне тта зффектевностй, гда и указанная величина достаточна ,11Лм практического использования эйтеняы.

Введение активного злемеята в точку возбуждения резонатора позволяет существенно (порядка 10 раз) сократить размеры антенны, величины которой, : высота 0,6-0,8, ширина 0.,2, глубина 0,2-0,3.

Предлагаемая антенна имеет диаграммы нагфавленностн, характерные для антенн щелевого типа.

Активный элемент образует с входным сопротивлением колебательный контур, что совместно с усилительным действием активного элемента позволяет получить от антенны достаточную для практики эффективность в относительно и.ирокой полосе частот. Изменением точки включения активного эле.1ента {перадвпженнем обоймы 14 в пределах расстояния между торцами нроводннков 5 и 6) можно перестраивать или подстраивать антенну

частоте-. Для увеличения хода обоймы 14 в конструхцн51 антенны предусмотре шлейф, образованный нроклдниками 6 и 8. При отсутствии такой необходимости коакснал 4 может быть . При рассмотрении и расчеге э.лектрической схе.мы предлагаемой антенны шлейф выступает как реактивный элемент колебательного контура. Шлейф может быть как. разглгкиутнн, так и короткозамкнутым.

Формула изобретения

Активная малогабаритная СВЧ-антенна, представляющая собой малую (длинойпорядк.а 0,1 ,1) ще-чь, прорезанную в экране, с резонаторо.м и активным усилительным элементо.ч, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения диапазонных свойств, частотной перестройки антенны к &еушесгвления питания активного эле.мента постоянным напряжением, активный, элемент установлен в месте возбуждения резонатора в подвижной металлической

обойме, контактирующей с .внутренней стенкой полого коаксиала, который одновременно служит как для канализации высокочастотной .энергии, так и для питания активного элемента пост-оянным нанояжением.

Ю/

/J /Г

fui.f

12

HF

R,--2J

,J

{ИЭ

ffb/ход

frjfjff

UB.J

WO ШО 170 Фиг. 4

f50

ISO