АНТЕННА

АНТЕННА


RU (11) 2298268 (13) C1

(51) МПК
H01Q 9/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005129523/09 
(22) Дата подачи заявки: 2005.09.23 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.09.23 
(45) Опубликовано: 2007.04.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 5278575 А, 11.01.1994. RU 2182392 C1, 10.05.2002. GB 1601441 A, 28.10.1981. DE 3215323 A, 28.07.1983. EP 0301216 A1, 01.02.1989. 
(72) Автор(ы): Никитин Евгений Анатольевич (RU); Орлов Александр Борисович (RU); Орлов Кирилл Александрович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Никитин Евгений Анатольевич (RU); Орлов Александр Борисович (RU); Орлов Кирилл Александрович (RU) 
Адрес для переписки: 129515, Москва, 5-ый Останкинский пер., 11а, кв.53, А.Б. Орлову 

(54) АНТЕННА

Изобретение относится к области сверхширокополосных антенн СВЧ-диапазона и может найти применение как самостоятельная антенна, так и в составе фазированных антенных решеток в системах связи, в радиолокации и метрологии. Техническим результатом является создание антенны с высоким коэффициентом усиления, с низким уровнем кроссполяризационной составляющей электрического поля, с низким уровнем боковых лепестков, обратного и бокового излучения, с низким уровнем фона. Антенна содержит антиподальную щелевую линию (АЩЛ), размещенную на диэлектрической подложке, и запитывающий отрезок полосковой линии передачи. Апертура образована отрезком АЩЛ без перекрытия, одинаковые первая и вторая металлические пластины которой выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке первой металлической пластины в области нулевого перекрытия первой и второй металлических пластин АЩЛ. Две излучающие металлические поверхности установлены в области апертуры антенны перпендикулярно плоскости диэлектрической подложки, и одной боковой кромкой первая и вторая металлические излучающие поверхности соединены с внутренней боковой кромкой первой и второй металлической пластины соответственно от области нулевого перекрытия до точки максимального раскрыва апертуры антенны и по всей длине гальванически соединены. Ширина первой и второй металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия до точки максимального раскрыва апертуры антенны выполнена одинаковой. 2 н. и 35 з.п. ф-лы, 42 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Данное изобретение относится к области радиотехники, в частности к сверхширокополосным антеннам СВЧ-диапазона, и может найти применение как самостоятельная антенна, в составе фазированных антенных решеток, в метрологических задачах, в системах связи, радиодефектоскопии, в задачах радиомониторинга и в задачах электромагнитной совместимости (ЭМС).

Известна широкополосная антенна (патент Англии №1601441, кл. МКИ Н 01 Q 13/20, НКИ H 01 Q, 1981 г.), выполненная на диэлектрической подложке на основе печатной симметричной щелевой линии, экспоненциально расширяющейся от входной линии передачи к раскрыву антенны. Переход с симметричной щелевой линии на коаксиальный соединитель осуществляется через микрополосковую линию, установленную ортогонально по отношению к симметричной щелевой линии и расположенную на другой стороне диэлектрической подложки.

Недостатком такой антенны является незначительная широкополосность, высокий уровень кроссполяризационной составляющей электрического поля, относительная узкополосность перехода с симметричной щелевой линии на микрополосковую линию, высокая неравномерность характеристики согласования в рабочей полосе частот, высокие технологические допуска на выполнение топологии антенны, и в частности перехода.

Наиболее близким техническим решением-прототипом является сверхширокополосная антенна (патент США №5278575, кл. МКИ Н 01 Q 9/28, НКИ 343/795, 1994 г.), выполненная на основе печатной антиподальной щелевой линии (АЩЛ). Апертура антенны образована отрезком АЩЛ без перекрытия и содержит две одинаковые металлические пластины, расположенные на разных сторонах диэлектрической подложки, одна над другой. В излучающей части антенны металлические пластины АЩЛ выполнены экспоненциально расширяющимися по внутренней боковой кромке от точки нулевого перекрытия до максимального раскрыва апертуры. Запитывающий сигнальный проводник отрезка микрополосковой линии передачи торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке одной металлической пластины АЩЛ в области нулевого перекрытия, а его земляная плоскость гальванически соединена с торцевой боковой кромкой другой металлической пластины АЩЛ в области нулевого перекрытия.

Недостатками известного технического решения являются: невысокий коэффициент усиления (КУ) антенны, высокий уровень боковых лепестков (БЛ), значительный уровень обратного и бокового излучения, значительный уровень фона, невысокий уровень кроссполяризационной составляющей электрического поля, невозможность формирования линейной фазочастотной характеристики, высокие технологические допуска на точность выполнения внутренней боковой кромки металлических пластин АЩЛ.

Технической задачей данного изобретения является создание сверхширокополосной антенны на основе АЩЛ с высоким КУ, низким уровнем кроссполяризационной составляющей электрического поля, с низким уровнем БЛ, обратного и бокового излучения, с низким уровнем фона, с возможностью формирования линейной фазочастотной характеристики.

Поставленная задача решается тем, что в антенне, содержащей АЩЛ, размещенную на диэлектрической подложке, и запитывающий отрезок полосковой линии передачи, при этом апертура антенны образована отрезком АЩЛ без перекрытия, одинаковые первая и вторая металлические пластины которой выполнены расширяющимися по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия до максимального раскрыва апертуры антенны, запитывающий сигнальный проводник отрезка полосковой линии передачи размещен на первой поверхности диэлектрической подложки и торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке первой металлической пластины в области нулевого перекрытия первой и второй металлических пластин АЩЛ, а земляная плоскость запитывающего отрезка полосковой линии передачи размещена на второй противолежащей поверхности диэлектрической подложки в области нулевого перекрытия АЩЛ и гальванически соединена с торцевой боковой кромкой, противоположной апертуре антенны, второй металлической пластины, при этом две металлические излучающие поверхности, которые установлены в области апертуры антенны перпендикулярно плоскости диэлектрической подложки и расположены по внутренним боковым кромкам первой и второй металлических пластин от области нулевого перекрытия до точки максимального раскрыва апертуры антенны и по всей длине внутренней боковой кромки, гальванически соединены с первой и второй металлической пластиной соответственно.

В основу антенны положена антиподальная щелевая линия (АЩЛ), например, описанная (Заргано Г.Ф., Лерер А.М., Ляпин В.П., Синявский Г.П. Линии передачи сложных сечений, г.Ростов-на-Дону, Изд. Ростовского университета, 1984, стр.179- 185; LANGLEY J D S ET: "Balansced antipodal Vivaldi antenna for wide bandwidth phased arrays", IEE Proceeding: Microwaves, Antennas and Propagation, IEE, Stevenage, Herts, GB. vol.143, no.2, 18 April 1996 (1996-04-18), pages 97-102) и (FOURIKIS N ET AL: "Parametric study of the co-and crosspolarisation characteristics of tapered planar and antipodal slotline antennas" IEE Proceedings H. Microwaves, Antennas & Propagation, Institution of Electrical Enginineers. Stevenage, GB, vol.140, no.1, February 1993 (1993-02-01), pages 17-22).

Излучающая часть антенны - апертура представляет собой АЩЛ секторного типа без перекрытия с установленными в области апертуры, перпендикулярно диэлектрической подложке, двумя металлическими излучающими поверхностями, гальванически соединенными с внутренней боковой кромкой первой и второй металлических пластин АЩЛ соответственно. Апертура антенны расширяется по внутренней боковой кромке первой и второй металлических пластин (металлические пластины сужаются) от области нулевого перекрытия, когда внутренние боковые кромки первой и второй металлических пластин пересекают одну прямую, перпендикулярную диэлектрической подложке, до максимального раскрыва апертуры антенны (максимальное расстояние между первой и второй металлическими пластинами АЩЛ). В области нулевого перекрытия к внутренней боковой кромке первой металлической пластины торцом гальванически подсоединен запитывающий сигнальный отрезок микрополосковой линии передачи, а земляная плоскость гальванически подсоединена к торцевой боковой кромке второй металлической пластины.

Электродинамически антенна представляет собой последовательное согласованное соединение двух типов АЩЛ: - АЩЛ без перекрытия (апертура антенны), от максимального раскрыва апертуры до области нулевого перекрытия, где происходит плавный переход в АЩЛ с нулевым перекрытием. В области перехода происходит согласованная модоимпедансная трансформация волны волноводного типа Н10 АЩЛ без перекрытия в волну волноводного типа Н 10 АЩЛ с нулевым перекрытием. В точке подключения запитывающего сигнального проводника отрезка микрополосковой линии передачи к первой металлической пластине АЩЛ происходит согласованная модоимпедансная трансформация волны волноводного типа Н 10 АЩЛ с нулевым перекрытием в квази - ТЕМ волну микрополосковой линии передачи (Е.И.Нефедов, В.В.Козловский, А.В.Згурский. Микрополосковые излучающие и резонансные устройства. - Киев: Тэхника, 1990. - 160 с.).

Размещение металлических излучающих поверхностей в области апертуры антенны на внутренних боковых кромках металлических пластин АЩЛ существенно увеличивает площадь апертуры антенны, что позволяет значительно увеличить КУ антенны, уменьшить уровень кроссполяризационной составляющей электрического поля, уменьшить уровень бокового излучения.

Антенна может быть выполнена с соединением одной боковой кромки первой и второй металлической излучающей поверхности с внутренней боковой кромки первой и второй металлической пластины АЩЛ соответственно.

Ширина первой и второй металлической излучающей поверхности антенны от области нулевого перекрытия АЩЛ до точки максимального раскрыва апертуры антенны может быть выполнена одинаковой, например, в форме прямоугольника.

Ширина первой и второй металлической излучающей поверхности антенны от области нулевого перекрытия в направлении максимального раскрыва апертуры антенны может быть выполнена увеличивающаяся, причем увеличение ширины первой и второй металлической излучающей поверхности может описываться линейной или нелинейной функцией.

Ширина металлических излучающих поверхностей антенны выбирается из условия верхней и нижней границы диапазона рабочих частот, уровня согласования, величины кроссполяризационной составляющей электрического поля, уровня БЛ и уровня бокового излучения.

Антенна может быть выполнена с соединением по продольной линии геометрической симметрии первой и второй металлической излучающей поверхности с внутренней боковой кромкой первой и второй металлической излучающей пластиной соответственно, а ширина каждой металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия в направлении максимального раскрыва апертуры выполнена увеличивающейся, причем увеличение ширины может описываться линейной или нелинейной функцией. Также ширина металлических излучающих поверхностей в области нулевого перекрытия АЩЛ может быть равна нулю.

Размещение металлических излучающих поверхностей по продольной линии геометрической симметрии обеспечивает уменьшение уровня кроссполяризационной составляющей электрического поля.

Антенна может быть выполнена с дополнительной идентичной диэлектрической подложкой, которая установлена на поверхности первой металлической пластины и части первой диэлектрической подложки, а на противоположную поверхность дополнительной диэлектрической подложки установлена третья металлическая пластина, идентичная и симметричная второй металлической пластине, при этом продольная линия геометрической симметрии первой и второй металлической излучающей поверхности расположены в одной плоскости, причем продольная линия геометрической симметрии первой металлической излучающей поверхности соединена с внутренней боковой кромкой первой металлической пластины, а вторая излучающая металлическая поверхность дополнительно гальванически соединена по всей длине области апертуры антенны с внутренней боковой кромкой третьей металлической пластины, при этом ширина каждой металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия первой, второй и третьей металлических пластин в направлении максимального раскрыва апертуры антенны выполнена увеличивающейся, причем увеличение ширины описывается линейной или нелинейной функцией.

Антенна структурно выполнена из трех одинаковых плоскопараллельных металлических пластин, расположенных на двух одинаковых диэлектрических подложках, и двух металлических излучающих поверхностей. Запитывающий сигнальный проводник представляет собой симметричную экранированную полосковую линию с однородным диэлектрическим заполнением.

Электродинамически в точке подключения запитывающего сигнального полоскового проводника к первой металлической пластине происходит согласованная модоимпедансная трансформация волны волноводного типа Н10 АЩЛ с нулевым перекрытием в ТЕМ волну симметричной экранированной однородно заполненной полосковой линии передачи.

Вторая диэлектрическая подложка и третья металлическая пластина образуют симметричную структуру антенны относительно первой металлической пластины и симметричную экранированную однородно заполненную структуру запитывающему сигнальному отрезку полосковой линии передачи, что обеспечивает высокий уровень КУ, низкий уровень кроссполяризационной составляющей электрического поля, низкий уровень БЛ, низкий уровень бокового излучения.

Антенна может быть выполнена с диэлектрическим заполнением АЩЛ в области апертуры антенны с относительной диэлектрической проницаемостью, равной единице.

Антенна может быть выполнена с диэлектрическим заполнением АЩЛ в области апертуры антенны с относительной диэлектрической проницаемостью, большей диэлектрической проницаемости подложек расположения металлических пластин.

Выбор относительной диэлектрической проницаемости заполнения АЩЛ в области апертуры антенны определяет частотный диапазон антенны и уровень согласования в диапазоне частот.

Антенна может быть выполнена с нагрузочным импедансным шлейфом, установленным в плоскости первой металлической пластины АЩЛ и подключенным гальванически или электромагнитно к торцевой боковой кромке первой металлической пластины.

Установка нагрузочного импедансного шлейфа позволяет обеспечить высокий уровень согласования в диапазоне частот.

Антенна может быть выполнена с импедансным контррефлектором, установленным в плоскости первой металлической пластины АЩЛ и разделенным зазором от торцевой боковой кромки первой металлической пластины или от нагрузочного импедансного шлейфа.

Установка импедансного контррефлектора позволяет уменьшить уровень обратного излучения и обеспечить низкий уровень фона.

Антенна может быть выполнена с сужением каждой металлической пластины АЩЛ по внутренней боковой кромке в области апертуры антенны, описываемым линейной или нелинейной функцией.

Линейное сужение позволяет формировать линейную фазочастотную характеристику антенны, что обеспечивает работу с сверхширокополосными сигналами (СШПС).

Нелинейное сужение каждой металлической пластины по внутренней боковой кромке, например, может быть описано функцией y=ах±m/n , где а - коэффициент, задается действительным числом; m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем m n и n>m; х - координата, соответствующая продольной оси антенны..

Нелинейное сужение каждой металлической пластины по внутренней боковой кромке, например, может быть описано функцией y=aebx+сdx, где: а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительным числом; х - координата, соответствующая продольной оси антенны.

Выбор функции, описывающей сужения металлических пластин антенны по внутренней боковой кромке, позволяет оптимизировать полосу рабочих частот, КУ, ширину ДН, минимизировать уровень БЛ, обеспечить высокий уровень согласования в диапазоне рабочих частот антенны.

Антенна может быть выполнена с металлическими пластинами, которые по внешней боковой кромке, противоположной внутренней боковой кромке, в направлении от максимального раскрыва апертуры антенны к области нулевого перекрытия АЩЛ, в форме прямоугольника, суживающимися или расширяющимися, причем сужение или расширение металлических пластин описывается линейной или нелинейной функцией.

Нелинейный закон сужения или расширения каждой металлической пластины по внешней боковой кромке, например, может быть описан функцией y=ax±m/n, где а - коэффициент, задается действительным числом; m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем m n и n>m; х - продольная координата антенны.

Нелинейный закон сужения или расширения каждой металлической пластины по внешней боковой кромке, например, может быть описан функцией y=aebx+сdx, где а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительным числом; х - продольная координата антенны.

Выбор функции, описывающей сужение или расширение металлических пластин по внешней боковой кромке, и выбор функции, описывающей сужения металлических пластин по внутренней боковой кромке антенны, позволяет оптимизировать распределение плотности электрического тока по поверхности металлических излучающих поверхностей и металлических пластин, что позволяет оптимизировать рабочий диапазон частот антенны, КУ, ширину ДН, уровень кроссполяризационной составляющей электрического поля, уменьшить уровень БЛ.

Антенна может быть выполнена с установкой Е-плоскостного металлического экрана с каждой стороны внешней поверхности металлических пластин.

Установка в антенне Е-плоскостных металлических экранов позволяет сужать ДН в Е-плоскости, уменьшить уровень БЛ в Е-плоскости.

Е-плоскостные металлические экраны по краям могут быть гальванически соединены между собой контактными элементами, которые могут быть выполнены в виде металлических стержней, или в печатном исполнении на диэлектрическом материале в виде металлических ленточных проводников. Контактные элементы позволяют корректировать амплитудно-фазовое распределение в апертуре антенны.

Антенна может быть выполнена с установкой Н-плоскостного металлического экрана перпендикулярно металлическим пластинам с каждой стороны внешней боковой кромки.

Установка Н-плоскостных металлических экранов позволяет сужать ДН в Н-плоскости антенны, уменьшить уровень БЛ в Н-плоскости.

Антенна может быть выполнена с установкой металлического экрана перпендикулярно металлическим пластинам с торцевой стороны, противоположной апертуре антенны.

Установка металлического экрана, выполняющего функцию контррефлектора, позволяет увеличить КУ, существенно уменьшить уровень обратного излучения.

Антенна может быть выполнена с установкой металлических пластин внутри прямоугольного металлического рупора с торцевой металлической заглушкой.

Размещение антенны внутри прямоугольного металлического рупора позволяет сузить ДН одновременно в Е- и Н-плоскостях, повысить КУ, уменьшить уровень БЛ, уменьшить уровень бокового и обратного излучения.

Поставленная задача решается тем, что антенна, содержащая АЩЛ, размещенную на диэлектрической подложке, и запитывающий отрезок полосковой линии передачи, при этом апертура антенны образована отрезком АЩЛ без перекрытия, одинаковые первая и вторая металлические пластины которой выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия до максимального раскрыва апертуры, запитывающий сигнальный проводник отрезка полосковой линии передачи размещен на первой поверхности диэлектрической подложки и торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке первой металлической пластины в области нулевого перекрытия первой и второй металлических пластин АЩЛ, а земляная плоскость отрезка полосковой линии передачи размещена на второй противолежащей поверхности диэлектрической подложки в области нулевого перекрытия АЩЛ и гальванически соединена с торцевой боковой кромкой второй металлической пластины, причем дополнительная диэлектрическая подложка, идентичная диэлектрической подложке, которая расположена на поверхности первой металлической пластины и части первой диэлектрической подложки, а на противоположной поверхности дополнительной диэлектрической подложки установлена третья металлическая пластина, идентичная и симметричная второй металлической пластине, при этом три металлические излучающие поверхности установлены в области апертуры антенны перпендикулярно плоскости диэлектрических подложек, причем первая металлическая излучающая поверхность гальванически соединена по продольной линии геометрической симметрии с внутренней боковой кромкой первой металлической пластины, а вторая и третья металлические излучающие поверхности гальванически соединены одной боковой кромкой соответственно с внутренней боковой кромкой второй и третьей металлическими пластинами.

Структура антенны имеет полную электрическую и геометрическую симметрию относительно первой металлической излучающей поверхности, установленной на первой металлической пластине, и представляет собой две одинаковые АЩЛ с общей металлической излучающей поверхностью: первая АЩЛ образована первой и второй металлическими излучающими поверхностями; вторая АЩЛ образована первой и третьей металлическими излучающими поверхностями. Запитывающий отрезок полосковой линии передачи, подключенный к первой металлической пластине, представляет собой экранированную симметричную однородно заполненную полосковую линию. Такая структура антенны соответствует симметричной антиподальной щелевой линии (САЩЛ) (Заргано Г.Ф., Лерер А.М., Ляпин В.П., Синявский Г.П. Линии передачи сложных сечений, г.Ростов-на-Дону, Изд. Ростовского университета, 1984, стр.179-185).

Излучающая часть антенны - апертура представляет собой САЩЛ секторного типа без перекрытия с тремя металлическими излучающими поверхностями. В области нулевого перекрытия к внутренней боковой кромке первой металлической пластины торцом гальванически подсоединен запитывающий сигнальный отрезок полосковой линии передачи, а земляные плоскости гальванически подсоединены к торцевым боковым кромкам, противоположным апертуре антенны, второй и третьей металлическим пластинам САЩЛ соответственно.

Электродинамически антенна представляет собой последовательное согласованное соединение двух типов САЩЛ: САЩЛ с металлическими излучающими поверхностями секторного типа без перекрытия, от максимального раскрыва апертуры до области нулевого перекрытия, где происходит плавный переход в САЩЛ с нулевым перекрытием. В области перехода происходит согласованная модоимпедансная трансформация волны волноводного типа Н10 САЩЛ без перекрытия в волну волноводного типа Н10 САЩЛ с нулевым перекрытием. В точке подключения запитывающего сигнального полоскового проводника к первой металлической пластине происходит согласованная модоимпедансная трансформация волны волноводного типа Н 10 САЩЛ с нулевым перекрытием в ТЕМ волну экранированной симметричной однородно заполненной полосковой линии передачи (Е.И.Нефедов, В.В.Козловский, А.В.Згурский. Микрополосковые излучающие и резонансные устройства. - Киев: Тэхника, 1990. - 160 с.).

Размещение металлических излучающих поверхностей в области апертуры антенны значительно увеличивает площадь апертуры антенны, что позволяет существенно увеличить КУ антенны, уменьшить уровень кроссполяризационной составляющей электрического поля, обеспечить высокий уровень согласования, уменьшить уровень бокового излучения.

Антенна может быть выполнена с шириной второй и третьей металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия до точки максимального раскрыва апертуры антенны одинаковой, например, в форме прямоугольника, или от области нулевого перекрытия в направлении максимального раскрыва апертуры антенны увеличивающейся, причем увеличение ширины второй и третьей металлических излучающих поверхностей описывается линейной или нелинейной функцией.

Антенна может быть выполнена с диэлектрическим заполнением САЩЛ в области апертуры антенны с относительной диэлектрической проницаемостью, равной единице, или с относительной диэлектрической проницаемостью, большей относительной диэлектрической проницаемости подложки расположения металлических пластин.

Антенна может быть выполнена с нагрузочным импедансным шлейфом, установленным в плоскости первой металлической пластины САЩЛ и связанным гальванически или электромагнитно с торцевой боковой кромкой первой металлической пластины, противоположной апертуре антенны.

Вид связи нагрузочного импедансного шлейфа с первой металлической пластиной определяет характер реактивного сопротивления, что позволяет улучшить согласование и уменьшить неравномерность характеристики согласования в рабочем диапазоне частот, уменьшить уровень обратного излучения.

Антенна может быть выполнена с импедансным контррефлектором, установленным в плоскости первой металлической пластины САЩЛ и разделенным зазором от торцевой боковой кромки первой металлической пластины или нагрузочного импедансного шлейфа.

Установка импедансного контррефлектора позволяет улучшить согласование и уменьшить неравномерность характеристики согласования в рабочем диапазоне частот, уменьшить уровень обратного излучения.

Антенна может быть выполнена с линейным законом сужением каждой металлической пластины САЩЛ в области апертуры антенны по внутренней боковой кромке, описываемым линейной или нелинейной функцией.

Линейный закон сужения металлических пластин САЩЛ в области апертуры - формирует линейную фазочастотную характеристику антенны, что позволяет использовать антенну при работе с сверхширокополосными сигналами (СШПС).

Нелинейный закон сужения каждой металлической пластины по внутренней боковой кромке, например, может быть описан функцией y±m/n, где а - коэффициент, задается действительным числом; m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем m n и n>m; х - продольная координата антенны.

Нелинейное закон сужения каждой металлической пластины по внутренней боковой кромке, например, может быть описан функцией y=ae bx+сdx, где а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительным числом; х - продольная координата антенны.

Выбор функции сужения каждой металлической пластины по внутренней боковой кромке позволяет оптимизировать: КУ антенны, ширину ДН, уровень согласования и неравномерность характеристики согласования в диапазоне рабочих частот, уровень БЛ, бокового.

Антенна может быть выполнена с сужением или расширением каждой металлической пластины по внешней боковой кромке, противоположной внутренней боковой кромке соответственно, в направлении от максимального раскрыва апертуры антенны к области нулевого перекрытия САЩЛ, причем сужение или расширение каждой металлической пластины описывается линейной или нелинейной функцией.

Нелинейный закон сужения или расширения по внешней боковой кромке каждой металлической пластины, например, может быть описан функцией y=ax ±m/n, где а - коэффициент, задается действительным числом; m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем m n и n>m; х - продольная координата антенны.

Нелинейный закон сужения или расширения по внешней боковой кромке каждой металлической пластины, например, может быть описан функцией y=aebx+сbx, где а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительным числом; х - продольная координата антенны.

Выбор закона сужения или расширения по внешней боковой кромке и выбор закона сужения по внутренней боковой кромке каждой металлической пластины САЩЛ в области апертуры антенны позволяет оптимизировать распределение поверхностной плотности электрического тока на металлических излучающих поверхностях и на металлических пластинах, что обеспечивает оптимизацию рабочего диапазона частот по уровню согласования, по КУ, по ширине ДН, минимизировать уровень бокового излучения, уменьшить уровень БЛ и фон.

Антенна может быть выполнена с установкой Е-плоскостных металлических экранов, что позволяет сужать ДН в Е-плоскости, повысить КУ, уменьшить уровень БЛ.

Е-плоскостные металлические экраны по краям могут быть гальванически соединены между собой контактными элементами, которые могут быть выполнены в виде металлических стержней, или в печатном исполнении на диэлектрическом материале в виде металлических ленточных проводников. Контактные элементы позволяют корректировать амплитудно-фазовое распределение в апертуре антенны.

Антенна может быть выполнена с установкой Н-плоскостных металлических экранов, что позволяет повысить КУ, сузить ДН в Н-плоскости антенны, уменьшить уровень БЛ.

Антенна может быть выполнена с установкой металлического экрана перпендикулярно металлическим пластинам с торцевой стороны, противоположной апертуре выполняющего функцию контррефлектора, что позволяет увеличить КУ, уменьшить уровень обратного излучения.

Антенна может быть выполнена с установкой металлических пластин внутри прямоугольного металлического рупора, торцевая стенка которого выполнена в виде металлической заглушки, что позволяет сузить ДН одновременно в Е- и Н-плоскостях, повысить КУ, уменьшить уровень БЛ, бокового и обратного излучения, уменьшить фон антенны.

На фиг.1 изображена конструкция печатной антенны с диэлектрическим заполнением апертуры и с металлическими излучающими поверхностями одинаковой ширины; на фиг.2 - конструкция печатной антенны с диэлектрическим заполнением апертуры и с металлическими излучающими поверхностями увеличивающейся ширины; на фиг.3 - конструкция печатной антенны с диэлектрическим заполнением апертуры и с металлическими излучающими поверхностями увеличивающейся ширины от нуля; на фиг.4 - конструкция печатной антенны без диэлектрика в области апертуры и с металлическими излучающими поверхностями увеличивающейся ширины от нуля; на фиг.5 - конструкция печатной антенны без диэлектрика в области апертуры и с металлическими излучающими поверхностями увеличивающейся ширины, установленными по продольной линии геометрической симметрии; на фиг.6 - конструкция печатной антенны без диэлектрика в области апертуры и с металлическими излучающими поверхностями увеличивающейся ширины от нуля, установленными по продольной линии геометрической симметрии; на фиг.7 - конструкция печатной антенны на двух диэлектрических подложках без диэлектрика в области апертуры, первая металлическая излучающая поверхность установлена по продольной линии геометрической симметрии на первую металлическую пластину с шириной, увеличивающейся от нуля, вторая металлическая излучающая поверхность соединена с второй и третьей металлическими пластинами с увеличивающейся шириной; на фиг.8 - конструкция печатной антенны на двух диэлектрических подложках без диэлектрика в области апертуры, первая металлическая излучающая поверхность установлена по продольной линии геометрической симметрии на первую металлическую пластину, вторая металлическая излучающая поверхность установлена на вторую и третью металлические пластины, с увеличивающейся шириной от нуля первой и второй металлическими излучающими поверхностями; на фиг.9 - конструкция печатной антенны с двумя диэлектрическими подложками без диэлектрика в области апертуры, первая металлическая излучающая поверхность по продольной линии геометрической симметрии установлена на первую металлическую пластину с шириной, увеличивающейся от нуля, вторая и третья металлические излучающие поверхности с увеличивающейся шириной одной боковой кромкой установлены на вторую и третью металлические пластины соответственно; на фиг.10 - конструкция печатной антенны с двумя диэлектрическими подложками без диэлектрика в области апертуры, первая металлическая излучающая поверхность по продольной линии геометрической симметрии установлена на первую металлическую пластину, вторая и третья металлические излучающие поверхности одной боковой кромкой установлены на вторую и третью металлические пластины соответственно, все металлические излучающие поверхности с шириной, увеличивающейся от нуля; на фиг.11 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг.1); на фиг.12 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг,2); на фиг.13 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг.3); на фиг.14 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг.4); на фиг.15 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг.5); на фиг.16 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг.6); на фиг.17 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг.7); на фиг.18 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг.8); на фиг.19 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг.9); на фиг.20 - вид со стороны апертуры антенны, выполненной на основе антенны (фиг.10); на фиг.21 - конструкция печатной антенны без диэлектрика в области апертуры, например антенна (фиг.4), с гальванически подключенным нагрузочным импедансным шлейфом; на фиг.22 - конструкция печатной антенны без диэлектрика в области апертуры, например антенна (фиг.4), с установленными импедансными контррефлекторами; на фиг.23 - конструкция печатной антенны без диэлектрика в области апертуры, например антенна (фиг.4), с установленными импедансным контррефлектором и гальванически подключенным нагрузочным импедансным шлейфом; на фиг.24 - примеры выполнения неоднородной электромагнитной связи нагрузочного импедансного шлейфа с первой металлической пластиной; на фиг.25 - примеры выполнения импедансного контррефлектора; на фиг.26 - проекция первой металлической пластины на вторую, например, выполненной с линейным законом сужения по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия до максимального раскрыва апертуры и с установленным импедансным контррефлектором к первой металлической пластине; на фиг.27 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например, выполненную с нелинейным законом сужения по внутренней боковой кромке с установленными импедансным контррефлектором и гальванически подключенным нагрузочным импедансным шлейфом к первой металлической пластине; на фиг.28 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например, выполненную с нелинейным законом сужения по внутренней боковой кромке и с установленными импедансным контррефлектором и электромагнитно подключенным нагрузочным импедансным шлейфом к первой металлической пластине и, например, выполненную с линейным законом сужения по внешней боковой кромке металлических пластин; на фиг.29 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например, выполненную с нелинейным законом сужениия по внутренней боковой кромке с установленными импедансным контррефлектором и электромагнитно подключенным нагрузочным импедансным шлейфом к первой металлической пластине и, например, выполненную с нелинейным законом сужения по внешней боковой кромке металлических пластин; на фиг.30 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например, выполненную с линейным законом сужения по внутренней боковой кромке и, например, выполненную с линейным законом сужениия по внешней боковой кромке металлических пластин; на фиг.31 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например, выполненную с линейным законом сужения по внутренней боковой кромке и, например, выполненную с нелинейным законом сужения по внешней боковой кромке металлических пластин; на фиг.32 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например, как вариант антенны (фиг.31), выполненную с линейным законом расширения по внутренней боковой кромке и, например, выполненную с нелинейным законом сужения по внешней боковой кромке металлических пластин; на фиг.33 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например как вариант антенны (фиг.31), выполненную с линейным законом сужения по внутренней боковой кромке и, например, выполненную с нелинейным законом сужения по внешней боковой кромке металлических пластин; на фиг.34 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например как вариант антенны (фиг.31), выполненную с линейным законом сужения по внутренней боковой кромке и, например, выполненную с нелинейным законом сужения по внешней боковой кромке металлических пластин; на фиг.35 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например, выполненную с линейным законом сужения по внутренней боковой кромке и, например, выполненную с параллельными внешними боковыми кромками металлических пластин; на фиг.36 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например, выполненную с нелинейным законом сужения по внутренней боковой кромке и, например, выполненную с линейным законом сужения по внешней боковой кромке металлических пластин; на фиг.37 - проекция первой металлической пластины на вторую металлическую пластину, например как вариант антенны (фиг.36), выполненную с нелинейным законом сужения по внутренней боковой кромке и, например, выполненную с линейным законом сужения по внешней боковой кромке металлических пластин; на фиг.38 - пример размещения двух Е-плоскостных металлических экрана на антенну выполненную, например, на основе антенны (фиг.7); на фиг.39 - пример размещения контактных элементов, например, в виде штырей между двумя Е - плоскостными металлическими экранами, например, для антенны выполненной на основе антенны (фиг.7); на фиг.40 - пример размещения двух Н-плоскостных металлических экрана на антенну, например, выполненную на основе антенны (фиг.7); на фиг.41 - пример размещения металлического экрана с торцевой стороны, противоположной апертуре, перпендикулярно металлическим пластинам антенны, выполненной, например, на основе антенны (фиг.7); на фиг.42 - пример размещения антенны, например, выполненной на основе антенны (фиг.7), внутри прямоугольного металлического рупора.

Антенна 1 (фиг.1) содержит АЩЛ, размещенную на диэлектрической подложке 2 и запитывающий отрезок полосковой линии передачи 3, апертура антенны 1 образована отрезком АЩЛ 4 без перекрытия, одинаковые первая 5 и вторая 6 металлические пластины которой выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке 7 от области нулевого перекрытия 8 до максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1, запитывающий сигнальный 10 проводник отрезка полосковой линии передачи 3 размещен на первой поверхности 11 диэлектрической подложки 2 и торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке 7 первой металлической пластины 5 в области нулевого перекрытия 8 первой 5 и второй 6 металлических пластин АЩЛ, а земляная плоскость 12 запитывающего отрезка 3 полосковой линии передачи размещена на второй противолежащей поверхности 13 диэлектрической подложки 2 в области нулевого перекрытия 8 АЩЛ и гальванически соединена с торцевой боковой кромкой 14, противоположной апертуре антенны 9, второй металлической пластины 6, две металлические излучающие поверхности 15 и 16 установлены в области апертуры антенны 1 перпендикулярно плоскости диэлектрической подложки 2 и одной боковой кромкой первая 15 и вторая 16 металлические излучающие поверхности соединены с внутренней боковой кромкой 7 первой 5 и второй 6 металлической пластины соответственно от области нулевого перекрытия 8 до точки максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1 и по всей длине гальванически соединены, при этом ширина первой 15 и второй 16 металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия 8 до точки максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1 выполнена одинаковой.

В антенне 1 (фиг.2) ширина первой 15 и второй 16 металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия 8 до точки максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1 выполнена увеличивающаяся.

В антенне 1 (фиг.3) ширина первой 15 и второй 16 металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия 8 до точки максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1 выполнена увеличивающаяся от нуля.

В антенне 1 (фиг.4) область апертуры антенны 1 выполнена без диэлектрика, а ширина первой 15 и второй 16 металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия 8 до точки максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1 выполнена увеличивающейся от нуля.

В антенне 1 (фиг.5) область апертуры антенны 1 выполнена без диэлектрика, а продольная линия геометрической симметрии 17 первой 15 и второй 16 металлической излучающей поверхности соединена с внутренней боковой кромкой 7 первой 5 и второй 6 металлической пластины АЩЛ соответственно, при этом ширина первой 15 и второй 16 металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия 8 до точки максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1 выполнена увеличивающейся.

В антенне 1 (фиг.6), выполненной на основе антенны 1 (фиг.5), ширина первой 15 и второй 16 металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия 8 до точки максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1 выполнена увеличивающаяся от нуля.

В антенне 1 (фиг.7) выполнена на двух идентичных диэлектрических подложках диэлектрическая подложка 2 и дополнительная диэлектрическая подложка 18 без диэлектрика в области апертуры, дополнительная диэлектрическая подложка 18 установлена на поверхности первой металлической пластины 5, а на противоположной поверхности дополнительной диэлектрической подложки 18 установлена третья металлическая пластина 19, идентичная и симметричная второй металлической пластине 6 относительно первой металлической пластины 5, при этом продольная линия геометрической симметрии 17 первой 15 и второй 16 металлической излучающей поверхности расположена в одной плоскости, причем продольная линия геометрической симметрии 17 первой металлической излучающей поверхности 15 соединена с внутренней боковой кромкой 7 первой металлической пластины 5, а вторая металлическая излучающая поверхность 16 гальванически соединена по всей длине области апертуры антенны 1 с внутренней боковой кромкой 20 третьей металлической пластины 19, при этом ширина первой 15 и второй 16 излучающей поверхности от области нулевого перекрытия 8 первой 5, второй 6 и третьей 19 металлических пластин в направлении максимального раскрыва апертуры 9 антенны 1 выполнена увеличивающейся.

В антенне 1 (фиг.8), выполненной на основе антенны 1 (фиг.7), ширина первой 15 и второй 16 металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия 8 до точки максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1 выполнена увеличивающейся от нуля. Антенна 1 (фиг.9) содержит АЩЛ, размещенную на диэлектрической подложке 2, и запитывающий отрезок полосковой линии передачи 3, апертура антенны 1 образована отрезком АЩЛ 4 без перекрытия, одинаковые первая 5 и вторая 6 металлические пластины которой выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке 7 от области нулевого перекрытия 8 до максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1, запитывающий сигнальный 10 проводник отрезка полоской линии передачи 3 размещен на первой поверхности 11 диэлектрической подложки 2 и торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке 7 первой металлической пластины 5 в области нулевого перекрытия 8 первой 5 и второй 6 металлических пластин АЩЛ, а земляная плоскость 12 запитывающего отрезка 3 полосковой линии передачи размещена на второй противолежащей поверхности 13 диэлектрической подложки 2 в области нулевого перекрытия 8 АЩЛ и гальванически соединена с торцевой боковой кромкой 14, противоположной апертуре антенны 9, второй металлической пластины 6, дополнительная диэлектрическая подложка 21, идентичная диэлектрической подложке 2, расположена на поверхности первой металлической пластины 5 и части первой диэлектрической подложки 2, а на противоположной поверхности 22 дополнительной диэлектрической подложки 21 установлена третья металлическая пластина 23, идентичная и симметричная второй металлической пластине 6 относительно первой металлической пластины 5. Первая 24, вторая 25 и третья 26 металлические излучающие поверхности установлены в области апертуры антенны 1 перпендикулярно плоскости диэлектрических подложек 2 и 21, первая 24 металлическая излучающая поверхность гальванически соединена по продольной линии 27 геометрической симметрии с внутренней боковой кромкой 28 первой металлической пластины 5, а вторая 25 и третья 26 металлические излучающие поверхности гальванически соединены одной боковой кромкой 28 соответственно с внутренними боковыми кромками 7 второй 6 и третьей 23 металлических пластин.

В антенне 1 (фиг.10), выполненной на основе антенны 1 (фиг.9), ширина второй 25 и третьей 26 металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия 8 до точки максимального раскрыва 9 апертуры антенны 1 выполнена увеличивающейся от нуля.

На фиг.11 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.1).

На фиг.12 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.2).

На фиг.13 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.3).

На фиг.14 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.4).

На фиг.15 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.5).

На фиг.16 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.6).

На фиг.17 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.7).

На фиг.18 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.8).

На фиг.19 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.9).

На фиг.20 представлен вид со стороны апертуры антенны 1, выполненной на основе антенны (фиг.20).

В антенне 1 (фиг.21), выполненной например, на основе антенны (фиг.4), к торцевой боковой кромке 29 первой металлической пластины 5 подключен нарузочный импедансный шлейф 30, например гальванически, который установлен в плоскости первой металлической пластины 5.

В антенне 1 (фиг.22), выполненной, например, на основе антенны (фиг.4), установлен в плоскости первой металлической пластины 5 импедансный контррефлектор 31, который разделен зазором 32 от торцевой боковой кромки 29 первой металлической пластины 5.

В антенне 1 (фиг.23), выполненной, например, на основе антенны (фиг.4), установлены в плоскости первой металлической пластины 5 и подключены гальванически к ее торцевой боковой кромке 29 нагрузочный импедансный шлейф 30 и электромагнитно через зазор 32 импедансный контррефлектор 31 к нагрузочному импедансному шлейфу 30.

На (фиг.24) приведены варианты выполнения неоднородной электромагнитной связи, выполненной через зазор 33 нагрузочного импедансного шлейфа 30, с первой металлической пластиной 5.

На (фиг.25) приведены варианты выполнения неоднородной электромагнитной связи, выполненной через зазор 32 импедансного контррефлектора 31, с первой металлической пластиной 5 или нагрузочным импедансным шлейфом 30.

Антенна 1 (фиг.26) выполнена с металлическими пластинами 5 и 6, поверхности которых по внутренним боковым кромкам 7 от области нулевого перекрытия 8 до максимального раскрыва апертуры 9 сужаются по линейному закону и с последовательно гальванически подключенными нагрузочным импедансным шлейфом 30 и импедансным контррефлектором 31.

Антенна 1 (фиг.27) выполнена с металлическими пластинами 5 и 6, поверхности которых по внутренним боковым кромкам 7 от области нулевого перекрытия 8 до максимального раскрыва апертуры 9 сужаются по нелинейному закону и с гальванически подключенным нагрузочным импедансным шлейфом 30 и электромагнитно связанным через зазор 32 импедансным контррефлектором 31.

Антенна 1 (фиг.28) выполнена с металлическими пластинами 5 и 6, поверхности которых по внутренним боковым кромкам 7 от области нулевого перекрытия 8 до максимального раскрыва апертуры 9 сужаются по нелинейному закону, а со стороны внешних боковых кромок 34, противоположных внутренним боковым кромкам 7, в направлении от максимального раскрыва апертуры 9 к области нулевого перекрытия 8 сужаются по линейному закону и с гальванически подключенным нагрузочным импедансным шлейфом 30 и электромагнитно связанным через зазор 32 импедансным контррефлектором 31.

Антенна 1 (фиг.29) выполнена с металлическими пластинами 5 и 6, поверхности которых по внутренним боковым кромкам 7 от области нулевого перекрытия 8 до максимального раскрыва апертуры 9 сужаются по нелинейному закону, а по внешним боковым кромкам 34, противоположным внутренним боковым кромкам 7, в направлении от максимального раскрыва апертуры 9 к области нулевого перекрытия 8 сужаются по нелинейному закону и с гальванически подключенным нагрузочным импедансным шлейфом 30 и электромагнитно связанным через зазор 32 импедансным контррефлектором 31.

На фиг.30, 31, 32, 33 и 34 приведены примеры выполнения металлических пластин 5 и 6 антенны 1, поверхности которых по внутренним боковым кромкам 7 от области нулевого перекрытия 8 до максимального раскрыва апертуры 9 сужаются по линейному закону, а по внешним боковым кромкам 34, противоположным внутренним боковым кромкам 7, в направлении от максимального раскрыва апертуры 9 к области нулевого перекрытия 8 сужаются по линейному закону (фиг.30) и по нелинейному закону (фиг.31, 32, 33 и 34).

На фиг.35 и 36 приведены примеры выполнения металлических пластин 5 и 6 антенны 1, поверхности которых по внутренним боковым кромкам 7 от области нулевого перекрытия 8 до максимального раскрыва апертуры 9 сужаются по нелинейному закону, а по внешним боковым кромкам 34, противоположным внутренним боковым кромкам 7, в направлении от максимального раскрыва апертуры 9 к области нулевого перекрытия 8 сужаются по нелинейному закону.

На фиг.37 приведен пример выполнения металлических пластин 5 и 6 антенны 1, поверхности которых по внутренним боковым кромкам 7 от области нулевого перекрытия 8 до максимального раскрыва апертуры 9 сужаются по линейному закону, а по внешним боковым кромкам 34, противоположным внутренним боковым кромкам 7, в направлении от максимального раскрыва апертуры 9 к области нулевого перекрытия 8 параллельны.

Антенна 1 (фиг.38) выполнена на основе антенны (фиг.7) с установленными двумя Е-плоскостными металлическими экранами 35.

Антенна 1 (фиг.39) выполнена на основе антенны (фиг.38) с металлическими контактными элементами 36.

Антенна 1 (фиг.40) выполнена на основе антенны (фиг.7) с установленными двумя Н-плоскостными металлическими экранами 37.

Антенна 1 (фиг.41) выполнена на основе антенны (фиг.7) с установленным торцевым металлическим экраном 38.

Антенна 1 (фиг.42) выполнена на основе антенны (фиг.7), установлена в прямоугольный металлический рупор 39.

На основе антенны 1 можно создавать одномерные и двухмерные антенные решетки (АР).

Антенна работает следующим образом.

В режиме излучения антенны 1 (фиг.1) входной СВЧ-сигнал через запитывающий отрезок полосковой линии передачи 3, например, выполненной на основе несимметричной микрополосковой линии (НПЛ) с волной типа квази - ТЕМ, поступает через запитывающий сигнальный проводник отрезка полосковой линии передачи к внутренней боковой кромке первой металлической пластины 5 в области нулевого перекрытия 8 первой 5 и второй 6 металлических пластин АЩЛ. В области соединения НПЛ и АЩЛ происходит модоимпедансная трансформация - волна квази - ТЕМ трансформируется в волну волноводного типа Н 10 АЩЛ с одновременной трансформацией импедансов. В области перехода АЩЛ с нулевым перекрытием 8 на плавно расширяющуюся, секторного типа, АЩЛ 4 без перекрытия с металлическими излучающими поверхностями 15 и 16 происходит соответствующая трансформация волны волноводного типа Н10 АЩЛ (Janaswamy R, Snaubert D.H., Radio Science, vol. 21, №5, Sept-Oct 1986, pp.797-804). Участок АЩЛ без перекрытия 4, секторного типа, с металлическими излучающими поверхностями 15 и 16 является излучающей апертурой антенны 1, который и излучает в свободное пространство электромагнитные волны линейной поляризации, с ориентацией вектора напряженности электрического поля параллельно металлическим пластинам 5 и 6.

Линейный размер секторной АЩЛ и ее длина по внутренней боковой кромке 7 поверхности металлических излучающих поверхностей 15 и 16, выбор функции, описывающей сужение металлических пластин 5 и 6 в области апертуры, выбор максимальной ширины и формы сужения металлических, излучающих поверхностей 15 и 16, выбор диэлектрического материала подложки 2 АЩЛ, выбор диэлектрической проницаемости материала заполнения области апертуры АЩЛ 4 определяют диапазонные свойства антенны 1, ширину ДН, уровень БЛ, уровень кроссполяризационной составляющей электрического поля и характеристику согласования.

Нагрузочный импедансный шлейф 30 может быть связан с первой металлической пластиной 5 либо непосредственно гальванически, либо с однородной или неоднородной электромагнитной связью (фиг.24). Выбор вида связи и характера импеданса нагрузочного импедансного шлейфа 30 позволяет в широких пределах дополнительно нагружать реактивностью первую металлическую пластину 5.

Установка импедансного контррефлектора 31 позволяет компенсировать обратную волну, распространяющуюся от первой металлической пластины 5 в обратном направлении. Выбором расстояния от первой металлической пластины 5 до импедансного контррефлектора 31, формой и геометрическими размерами (фиг.25) определяют в широких пределах характер импеданса контррефлектора 30.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Антенна, содержащая антиподальную щелевую линию, размещенную на диэлектрической подложке, и запитываюший отрезок полосковой линии передачи, при этом апертура антенны образована отрезком антиподальной щелевой линии без перекрытия, одинаковые первая и вторая металлические пластины которой выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия до максимального раскрыва апертуры, запитываюший сигнальный проводник отрезка полоской линии передачи размещен на первой поверхности диэлектрической подложки и торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке первой металлической пластины в области нулевого перекрытия первой и второй металлических пластин антиподальной щелевой линии, а земляная плоскость отрезка полосковой линии передачи размещена на второй противолежащей поверхности диэлектрической подложки в области нулевого перекрытия антиподальной щелевой линии и гальванически соединена с торцевой боковой кромкой второй металлической пластины, отличающаяся тем, что введены две металлические излучающие поверхности, которые установлены в области апертуры антенны перпендикулярно плоскости диэлектрической подложки и расположены по внутренним боковым кромкам первой и второй металлических пластин от области нулевого перекрытия до точки максимального раскрыва апертуры антенны, и по всей длине внутренней боковой кромки гальванически соединены с первой и второй металлической пластиной соответственно.

2. Антенна по п.1 отличающаяся тем, что одной боковой кромкой первая и вторая металлические излучающие поверхности соединены с внутренней боковой кромкой соответствующей металлической пластины.

3. Антенна по п.2 отличающаяся тем, что ширина первой и второй металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия до точки максимального раскрыва апертуры антенны выполнена одинаковой, например, в форме прямоугольника.

4. Антенна по п.2, отличающаяся тем, что ширина каждой металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия в направлении максимального раскрыва апертуры антенны выполнена увеличивающейся, причем увеличение ширины первой и второй металлических излучающих пластин описывается линейной или нелинейной функцией.

5. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что продольная линия геометрической симметрии каждой металлической излучающей поверхности соединена с внутренней боковой кромкой первой и второй металлических пластин антиподальной щелевой линии соответственно, при этом ширина каждой металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия в направлении максимального раскрыва апертуры выполнена увеличивающейся, причем увеличение ширины каждой металлической излучающей поверхности описывается линейной или нелинейной функцией.

6. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что введена дополнительная идентичная диэлектрическая подложка, которая установлена на поверхности первой металлической пластины и части первой диэлектрической подложки, а на противоположную поверхность дополнительной диэлектрической подложки установлена введенная третья металлическая пластина, идентичная и симметричная второй металлической пластине, при этом продольные линии геометрической симметрии первой и второй металлических излучающих поверхностей расположены в одной плоскости, причем продольная линия геометрической симметрии первой металлической излучающей поверхности соединена с внутренней боковой кромкой первой металлической пластины, а вторая металлическая излучающая поверхность гальванически соединена по всей длине области апертуры антенны с внутренней боковой кромкой третьей металлической пластины, при этом ширина каждой металлической излучающей поверхности от области нулевого перекрытия первой, второй и третьей металлических пластин в направлении максимального раскрыва апертуры антенны выполнена увеличивающейся, причем увеличение ширины описывается линейной или нелинейной функцией.

7. Антенна по любому из пп.1 и 6, отличающаяся тем, что в области апертуры антенны диэлектрические подложки антиподальной щелевой линии выполнены с относительной диэлектрической проницаемостью, равной единице.

8. Антенна по любому из пп.1 и 6, отличающаяся тем, что в области апертуры антенны диэлектрические подложки антиподальной щелевой линии выполнены с относительной диэлектрической проницаемостью, большей диэлектрической проницаемости диэлектрических подложек расположения металлических пластин.

9. Антенна по любому из пп.1 и 6, отличающаяся тем, что введен нагрузочный импедансный шлейф, который установлен в плоскости первой металлической пластины антиподальной щелевой линии и подключен гальванически или электромагнитно к торцевой боковой кромке первой металлической пластины.

10. Антенна по любому из пп.1 и 6, отличающаяся тем, что введен импедансный контррефлектор, который установлен в плоскости первой металлической пластины антиподальной щелевой линии и разделен зазором от торцевой боковой кромки первой металлической пластины антиподальной щелевой линии.

11. Антенна по любому из пп.1 и 6, отличающаяся тем, что сужение каждой металлической пластины антиподальной щелевой линии по внутренней боковой кромке в области апертуры антенны описывается линейной или нелинейной функцией.

12. Антенна по п.11, отличающаяся тем, что сужение каждой металлической пластины антиподальной щелевой линии по внутренней боковой кромке в области апертуры антенны описывается функцией y=ax±m/n, где а - коэффициент, задается действительным числом; m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем m n и n>m; х - координата, соответствующая продольной оси антенны.

13. Антенна по п.11, отличающаяся тем, что сужение каждой металлической пластины антиподальной щелевой линии по внутренней боковой кромке в области апертуры антенны описывается функцией y=aebx+cdx , где а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительными числами; х - координата, соответствующая продольной оси антенны.

14. Антенна по любому из пп.1, 6, отличающаяся тем, что каждая металлическая пластина антиподальной щелевой линии по внешней боковой кромке, противоположной внутренней боковой кромке соответственно, в направлении от максимального раскрыва апертуры антенны к области нулевого перекрытия антиподальной щелевой линии выполнена сужающейся, причем сужение каждой металлической пластины описывается линейной или нелинейной функцией.

15. Антенна по любому из пп.1, 6, отличающаяся тем, что каждая металлическая пластина по внешней боковой кромке, противоположной внутренней боковой кромке соответственно, в направлении от максимального раскрыва апертуры антенны к области нулевого перекрытия антиподальной щелевой линии выполнена расширяющейся, причем расширение каждой металлической пластины описывается линейной или нелинейной функцией.

16. Антенна по любому из пп.1, 6, отличающаяся тем, что с каждой стороны внешней поверхности металлических пластин антиподальной щелевой линии установлен введенный Е-плоскостной металлический экран соответственно.

17. Антенна по п.16, отличающаяся тем, что Е-плоскостные металлические экраны гальванически соединены между собой контактными элементами.

18. Антенна по любому из пп.1, 6, отличающаяся тем, что перпендикулярно металлическим пластинам антиподальной щелевой линии, со стороны внешних боковых кромок установлен введенный Н-плоскостной металлический экран соответственно.

19. Антенна по любому из по пп.1, 6, отличающаяся тем, что с торцевой стороны диэлектрической подложки антиподальной щелевой линии, противоположной апертуре антенны, и перпендикулярно ей установлен введенный металлический экран.

20. Антенна по любому из пп.1, 6, отличающаяся тем, что металлические пластины антиподальной щелевой линии установлены внутри прямоугольного металлического рупора, торцевая стенка которого выполнена в виде металлической заглушки.

21. Антенна, содержащая антиподальную щелевую линию, размещенную на диэлектрической подложке, и запитывающий отрезок полосковой линии передачи, при этом апертура антенны образована отрезком антиподальной щелевой линии без перекрытия, одинаковые первая и вторая металлические пластины которой выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия до максимального раскрыва апертуры, запитывающий сигнальный проводник отрезка полоской линии передачи размещен на первой поверхности диэлектрической подложки и торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке первой металлической пластины в области нулевого перекрытия первой и второй металлических пластин антиподальной щелевой линии, а земляная плоскость отрезка полосковой линии передачи размещена на второй противолежащей поверхности диэлектрической подложки в области нулевого перекрытия антиподальной щелевой линии и гальванически соединена с торцевой боковой кромкой второй металлической пластины, отличающаяся тем, что введена дополнительная диэлектрическая подложка, идентичная диэлектрической подложке, которая расположена на поверхности первой металлической пластины и части первой диэлектрической подложки, а на противоположной поверхности дополнительной диэлектрической подложки установлена третья металлическая пластина, идентичная и симметричная второй металлической пластине, при этом введенные три металлические излучающие поверхности установлены в области апертуры антенны перпендикулярно плоскости диэлектрических подложек, причем первая металлическая излучающая поверхность гальванически соединена по продольной линии геометрической симметрии с внутренней боковой кромкой первой металлической пластины, а вторая и третья металлические излучающие поверхности гальванически соединены одной боковой кромкой соответственно с внутренними боковыми кромками второй и третьей металлических пластин.

22. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что ширина второй и третьей металлических излучающих поверхностей от области нулевого перекрытия до точки максимального раскрыва апертуры антенны выполнена одинаковой, например, в форме прямоугольника.

23. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что ширина второй и третьей металлических излучающих поверхностей от области нулевого перекрытия в направлении максимального раскрыва апертуры антенны выполнена увеличивающейся, причем увеличение ширины второй и третьей металлических излучающих поверхностей описывается линейной или нелинейной функцией.

24. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что в области апертуры антенны диэлектрические подложки антиподальной щелевой линии выполнены с относительной диэлектрической проницаемостью, равной единице.

25. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что в области апертуры антенны диэлектрические подложки антиподальной щелевой линии выполнены с относительной диэлектрической проницаемостью, большей относительной диэлектрической проницаемости подложки расположения металлических пластин.

26. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что введен нагрузочный импедансный шлейф, который установлен в плоскости первой металлической пластины антиподальной щелевой линии и подключен гальванически или электромагнитно к торцевой боковой кромке первой металлической пластины.

27. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что введен импедансный контррефлектор, который установлен в плоскости первой металлической пластины антиподальной щелевой линии и разделен зазором от торцевой боковой кромки первой металлической пластины антиподальной щелевой линии.

28. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что сужение металлических пластин антиподальной щелевой линии по внутренней боковой кромке в области апертуры антенны описывается линейной или нелинейной функцией.

29. Антенна по п.28, отличающаяся тем, что сужение металлических пластин антиподальной щелевой линии по внутренней боковой кромке в области апертуры антенны описывается функцией y=ax±m/n, где а - коэффициент, задается действительным числом; m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем m n и m>n; х - координата, соответствующая продольной оси антенны.

30. Антенна по п.28, отличающаяся тем, что сужение металлических пластин антиподальной щелевой линии по внутренней боковой кромке в области апертуры антенны описывается функцией y=aebx+cdx , где а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительными числами; х - координата, соответствующая продольной оси антенны.

31. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что металлические пластины антиподальной щелевой линии по внешней боковой кромке, противоположной внутренней боковой кромке соответственно, в направлении от максимального раскрыва апертуры антенны к области нулевого перекрытия антиподальной щелевой линии выполнены сужающимися, причем сужение металлических пластин описывается линейной или нелинейной функцией.

32. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что металлические пластины антиподальной щелевой линии по внешней боковой кромке, противоположной внутренней боковой кромке соответственно, в направлении от максимального раскрыва апертуры антенны к области нулевого перекрытия антиподальной щелевой линии выполнены расширяющимися, причем расширение металлических пластин описывается линейной или нелинейной функцией.

33. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что с каждой стороны внешней поверхности второй и третьей металлических пластин антиподальной щелевой линии установлен введенный Е-плоскостной металлический экран соответственно.

34. Антенна по п.33, отличающаяся тем, что Е - плоскостные металлические экраны гальванически соединены между собой контактными элементами.

35. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что перпендикулярно металлическим пластинам антиподальной щелевой линии, со стороны внешних боковых кромок установлен введенный Н-плоскостной металлический экран соответственно.

36. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что с торцевой стороны диэлектрических подложек антиподальной щелевой линии, противоположной апертуре антенны, и перпендикулярно ей установлен введенный металлический экран.

37. Антенна по п.21, отличающаяся тем, что металлические пластины антиподальной щелевой линии установлены внутри прямоугольного металлического рупора, торцевая стенка которого выполнена в виде металлической заглушки.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru