Микрополосковая антенна

 

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<SB POS="POST">R</SB>, где λ - рабочая длина волны

ε<SB POS="POST">R</SB> - 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<SB POS="POST">опт</SB>, при котором КУ МПА принимает максимальное значение. Изгиб ПМЭ 2 на угол β*98б<SB POS="POST">OпT</SB> пРиВОдиТ K уМЕНьшЕНию КУ, A уВЕличЕНиЕ ЕгО РАзМЕРОВ ВлЕчЕТ зА СОбОй уМЕНьшЕНиЕ зНАчЕНия ОпТиМАльНОгО углА изгибА β<SB POS="POST">OпT</SB> и уВЕличЕНиЕ МАКСиМАльНОгО зНАчЕНия КУ МПА. ПРИ УГЛАХ Β*98150° КУ МПА становится близким к КУ плоской МПА. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„> 597985 А 1 (5I)5 Н 01 1 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2! ) 4326830/24-09 (22) 08.10.87 (46) 07.10.90. Бюл. № 37 (72) С. С. Виленкин и С. И. Агуреев (53) 621.396.677 (088.8) (56) Electr Letters, 1987, v 23, ¹ 14, р. 748—

749. (54) МИКР0110,1ОС1;ОВАЛ AHTEHHA (57) Изобретение относится к области антенно-цифровых устройств, 1о кpT быть использовано в качестве, .остоятсльной антенны или в сост:.ве .;:.геннои решетки.

Цель изобретения — увели;ение коэффи1597985

55 циента усиления. Микрополосковая антенна (МПА) содержит диэлектрическую подложку 1, на одной стороне которой расположен прямоугольный металлический экран (МПЭ)

2, а на другой — прямоугольный излучающий элемент (ПИЭ) 3, и питающий коаксиальный кабель 4. МПЭ 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 соотсетственно двугранные углы р(150 и

cc(P+2arcsin2d/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) ф„гдe Х вЂ” рабочая длина волны; е, — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки 1. Длина и ширина ПМЭ 2 превышают соответственно длину и ширину ПИЭ 3.

Внутренний проводник питающего коаксиального кабеля 4 подключен к ПИЭ 3 в

Изобретение относится к антенно-фидерным 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 р(150 и a,(Parcsiin(— ), где d — мини2d мальная толщина диэлектрической подложки

1; b — ширина прямоугольного излучающего элемента 3, вдоль плоскости симметрии в направлении излучения микрополосковой антенны. Длина прямоугольного излучающего элемента 3 равна (0,48 — 0,05) Х, где — рабочая длина волны; е, — относительная диэлектрическая проницаемость диэлек5

50 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 р(150 и ПИЭ 3 на угол а(р+

+2arcsin2d/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 8, при котором КУ МПА принимает максимальное значение. Изгиб

ПМЭ 2 на угол P(P приводит к уменьшению КУ, а увеличенйе его размеров влечет за собой уменьшение значения оптимального угла изгиба р и увеличение максимального значения КУ МПА. При углах

P)150 КУ МПА становится близким к КУ плоской МПА. 2 ил. трической подложки 1. Длина и ширина прямоугольного металлического экрана 2 превышают соответственно длину и ширину 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 металлическим экраном 2.

Микрополосковая антенна работает следующим образом.

Электромагнитная энергия посредством п итающего коаксиал ьного кабел я 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 прямоугол ьным металл ическим экр а ном 2.

Экспериментальное испытание микрополосковой антенны показало, что изгиб прямоугольного металлического экрана 2 на угол р(150 и прямоугольного излучающего эле. 2d мента 3 на угол и(р+2атсып — позволяет

Ь увеличить коэффициент усиления до 13 дБ.

Величина коэффициента усиления микрополосковой антенны зависит от размеров (длины и ширины) прямоугольного металлического экрана 2, при этом для каждых фиксированных размеров имеется свой оптимальный угол изгиба P, < прямоугольного

1597985

Формула изобретения

Составитель Ю. Волков

Редактор И. Шулла ТехредА. Кравчук Коррекор В. Гирняк

Заказ 3062 Тираж 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгиям при ГК!1Т C:ÃÑÐ

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 101 металлического экрана 2, при котором коэффициент усиления микрополосковой антенны принимает максимальное значение. Изгиб прямоугольного металлического экрана 2 на угол j3 приводит к уменьшению коэффициента усиления, а увеличение его размеров влечет за собой уменьшение значения оптимального угла изгиба P,ði и увеличение максимального значения коэффициента усиления микрополосковой антенны. При углах

P)150 коэффициент усиления микрополосковой антенны становится близким к коэффициенту усиления плоской микрополосковой антенны.

Таким образом, микрополосковая антенна, позволяет увеличить коэффициент усиления.

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 излучающему элементу, а внешний — к прямоугольному металлическому экрану, при этом прямоугольный металлический экран, диэлектрическая подложка и прямоугольный излучающий элемент изогнуты симметрично относ ител ьно плоскости с им метр ии, 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 Pq<150 и а<р+2агсип(2й)Ь), где d — минимальная

15 толщина диэлектрической подложки, а Ь— ширина прямоугольного излучающего элемента, вдоль плоскости симметрии в направлении излучения микрополосковой антенны, при этом длина прямоугольного излучающего элемента равна (0,48 — 0,50)Х/ /е„где

Х вЂ” рабочая длина волны; в, — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки, а внутренний проводник питающего коаксиального кабеля подключен к прямоугольному излучающему элемен25 ту в точке, расположенной на большей его оси симметрии.