[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2327263C2 - Single-layer microstrip antenna - Google Patents

Single-layer microstrip antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2327263C2
RU2327263C2 RU2005141110/09A RU2005141110A RU2327263C2 RU 2327263 C2 RU2327263 C2 RU 2327263C2 RU 2005141110/09 A RU2005141110/09 A RU 2005141110/09A RU 2005141110 A RU2005141110 A RU 2005141110A RU 2327263 C2 RU2327263 C2 RU 2327263C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
antenna according
shows
option
emitter
Prior art date
Application number
RU2005141110/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005141110A (en
Inventor
Хонг Мун ХВАН (KR)
Хонг Мун ХВАН
Анатолий Николаевич Федотов (RU)
Анатолий Николаевич Федотов
Андрей Сергеевич Вишневец (RU)
Андрей Сергеевич Вишневец
Игорь Владимирович Дробнов (RU)
Игорь Владимирович Дробнов
Андрей Борисович Козырев (RU)
Андрей Борисович Козырев
Андрей Владимирович Иванов (RU)
Андрей Владимирович Иванов
Александр Алексеевич Головков (RU)
Александр Алексеевич Головков
Игорь Юрьевич Пивоваров (RU)
Игорь Юрьевич Пивоваров
Original Assignee
ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. filed Critical ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК.
Priority to RU2005141110/09A priority Critical patent/RU2327263C2/en
Publication of RU2005141110A publication Critical patent/RU2005141110A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2327263C2 publication Critical patent/RU2327263C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to antenna engineering, namely, to single-layer microstrip antennas intended to be used in SDMB frequency range. Concept of the invention is that single-layer microstrip antenna comprises 1) base, 2) emitter in the form of ring or polygon, and 3) feed strip, separated from emitter by a constant value interval; emitter and feed strip are located at the antenna base. Thickness of single-layer microstrip antenna base can be from 1 mm to 1.9 mm. Single-layer microstrip antenna can have a chip resistor for impedance match.
EFFECT: providing optimal circular polarisation at minimal size.
8 cl, 26 dwg, 2 tbl

Description

Область изобретенияField of Invention

Настоящее изобретение относится к области однослойной микрополосковой антенны, более конкретно, к области однослойной микрополосковой антенны, предназначенной для использования в частотном диапазоне SDMB (Satellite Digital Multimedia Broadcasting, спутниковое цифровое мультимедийное вещание).The present invention relates to the field of a single-layer microstrip antenna, and more particularly, to the field of a single-layer microstrip antenna for use in the SDMB (Satellite Digital Multimedia Broadcasting) frequency range.

Уровень техникиState of the art

Необходимость в легких, тонких и недорогих антеннах, предназначенных для использования в мобильных электронных устройствах и транспортных средствах, привела к разработке элементов антенн, имеющих в своей основе микрополосковые технологии.The need for light, thin and inexpensive antennas designed for use in mobile electronic devices and vehicles has led to the development of antenna elements based on microstrip technology.

Существуют хорошо известные микрополосковые антенны с круговой поляризацией, которые изготавливаются в виде двухрежимных фрагментов. Эти антенны имеют высококачественную круговую поляризацию в достаточно узкой полосе частот. Для более широких полос частот изготавливаются многослойные антенны на толстом основании, что приводит к значительному увеличению их размеров и, таким образом, к усложнению производства и росту производственных затрат. Этот случай описан в документе J.R.James, P.S.Hall "Handbook of Microstrip Antennas" ("Руководство по микрополосковым антеннам"), Peter Peregrinus Ltd., Лондон, Великобритания, 1989.There are well-known circular-polarized microstrip antennas that are manufactured as bimodal fragments. These antennas have high-quality circular polarization in a fairly narrow frequency band. For wider frequency bands, multilayer antennas are made on a thick base, which leads to a significant increase in their size and, thus, to complicate production and increase production costs. This case is described in J.R. James, P. S. Hall. Handbook of Microstrip Antennas, Peter Peregrinus Ltd., London, UK, 1989.

Печатные антенны, имеющие в своей основе кольцевой резонатор бегущей волны, также обладают высококачественной круговой поляризацией, но в более широкой полосе частот. Антенны этого типа с емкостным соединением с фидерной линией описаны в патенте США 4554549 от 19 ноября 1985 "Microstrip antenna with circular ring" ("Микрополосковая антенна с круговым кольцом"). Еще более высокое качество круговой поляризации было получено при использовании в антенне направленного соединителя для питания кольцевого резонатора. Известная антенна этого типа была реализована только с применением многослойных толстых оснований. [Ссылки: V.M.Bogod, V.N.Diki, D.V.Korolkov, V.E.Sorel "Multiwave radiator, based on traveling wave resonator with unified phase center for use in astronomy" ("Многоволновый излучатель на основе резонатора бегущей волны с объединенным фазовым центром для использования в астрономии"), Astrophysics researches, 1983, 17; D.V.Diki "Printed Antennas Based on Traveling Wave Resonators" ("Печатные антенны на основе резонаторов бегущей волны"). Proceedings of JINA-98, Nice, France, November, 1998.Printed antennas, which are based on a traveling-wave ring resonator, also have high-quality circular polarization, but in a wider frequency band. Capacitively coupled antennas of this type are described in US Pat. No. 4,554,549 dated November 19, 1985 to Microstrip antenna with circular ring. An even higher quality of circular polarization was obtained by using a directional connector in the antenna to power the ring resonator. A known antenna of this type was realized only with the use of multilayer thick bases. [Links: VMBogod, VNDiki, DVKorolkov, VESorel "Multiwave radiator, based on traveling wave resonator with unified phase center for use in astronomy" ), Astrophysics researches, 1983, 17; D.V.Diki "Printed Antennas Based on Traveling Wave Resonators". Proceedings of JINA-98, Nice, France, November, 1998.

Таким образом, существует задача получения оптимальной круговой поляризации при минимальном размере антенны.Thus, there is the problem of obtaining optimal circular polarization with a minimum antenna size.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения решение поставленной задачи достигается путем создания однослойной микрополосковой антенны, имеющей минимальную толщину при сохранении соответствия требованиям условий работы (GRHCP≥2.5 дБи в требуемом диапазоне, рабочая ширина полосы Δf=25 МГц).In accordance with the first aspect of the present invention, the solution of this problem is achieved by creating a single-layer microstrip antenna having a minimum thickness while maintaining compliance with the requirements of the operating conditions (G RHCP ≥2.5 dBi in the required range, working bandwidth Δf = 25 MHz).

Второй аспект настоящего изобретения состоит в создании однослойной антенны, которая также включает в себя бескорпусный резистор, подключенный к одному из концов питающей полоски для согласования импеданса.A second aspect of the present invention is to provide a single layer antenna, which also includes a frame resistor connected to one end of the supply strip to match the impedance.

Длина периметра излучателя по существу равна длине волны радиочастоты.The length of the perimeter of the emitter is essentially equal to the wavelength of the radio frequency.

Длина питающей полоски приблизительно равна четверти длины волны радиочастоты.The length of the supply strip is approximately equal to a quarter of the wavelength of the radio frequency.

Питающая полоска возбуждает ток в излучателе через промежуток за счет электромагнитной связи.The supply strip excites current in the emitter through the gap due to electromagnetic coupling.

Изменение длины промежутка приводит к изменению поляризации и полосы пропускания антенны.Changing the gap length leads to a change in polarization and antenna bandwidth.

Один конец питающей полоски соединен с коаксиальной линией, другой конец питающей полоски свободен.One end of the supply strip is connected to the coaxial line, the other end of the supply strip is free.

Основание состоит из диэлектрического материала, толщина основания составляет приблизительно от 1 мм до 1.9 мм.The base consists of a dielectric material, the thickness of the base is approximately 1 mm to 1.9 mm.

Промежуток между питающей полоской и излучателем сохраняется неизменным.The gap between the supply strip and the radiator remains unchanged.

Радиочастота входит в пределы частотного диапазона SDMB.The radio frequency is within the SDMB frequency range.

Краткое описание Фигур чертежейBrief Description of Drawings

Вышеупомянутые свойства и достоинства настоящего изобретения станут ясны из нижеследующего описания, содержащего ссылки на прилагаемые чертежи, описывающие определенные образцовые варианты осуществления настоящего изобретения. На чертежах:The aforementioned features and advantages of the present invention will become apparent from the following description, which contains references to the accompanying drawings describing certain exemplary embodiments of the present invention. In the drawings:

на фиг.1 изображена однослойная микрополосковая антенна согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;1 shows a single layer microstrip antenna according to a first embodiment of the present invention;

на фиг.2 изображена однослойная микрополосковая антенна согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;figure 2 shows a single-layer microstrip antenna according to the second embodiment of the present invention;

на фиг.3А-3С приведены результаты измерений для антенны согласно варианту 1.2.1;on figa-3C shows the measurement results for the antenna according to option 1.2.1;

на фиг.3А приведена диаграмма, описывающая правую круговую поляризацию (RHCP) антенны согласно варианту 1.2.1, на фиг.3В приведена диаграмма, описывающая параметр S11 антенны согласно варианту 1.2.1, на фиг.3С приведена диаграмма, описывающая поперечную поляризацию основного лепестка антенны согласно варианту 1.2.1.on figa is a diagram describing the right circular polarization (RHCP) of the antenna according to option 1.2.1, on figv is a diagram describing the parameter S11 of the antenna according to option 1.2.1, on figs is a diagram describing the transverse polarization of the main lobe antennas according to option 1.2.1.

На фиг.4А-4В приведены результаты моделирования для антенны согласно варианту 1.2.1.On figa-4B shows the simulation results for the antenna according to option 1.2.1.

На фиг.4А приведены графики параметров S11 и S21 для антенны согласно варианту 1.2.1. Параметр S21 отражает вносимые потери между входом антенны и выходом соединителя, нагруженного сопротивлением 50 Ом. На фиг.4В изображены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.1.On figa shows graphs of parameters S11 and S21 for the antenna according to option 1.2.1. Parameter S21 reflects the insertion loss between the input of the antenna and the output of the connector loaded with a resistance of 50 Ohms. On figv depicts radiation patterns of the antenna according to option 1.2.1.

На фиг.5А-5D приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.2. На фиг.5А приведен график параметра S11 для антенны согласно варианту 1.2.2, на фиг.5В приведен график усиления (RHCP) для антенны согласно варианту 1.2.2, на фиг.5С показана поперечная поляризация основного лепестка антенны согласно 1.2.2, на фиг.5D приведены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.2.On figa-5D shows the results of modeling electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.2. Fig. 5A shows a graph of the parameter S11 for the antenna according to option 1.2.2, Fig. 5B shows the gain (RHCP) diagram for the antenna according to option 1.2.2, Fig. 5C shows the transverse polarization of the main lobe of the antenna according to 1.2.2, fig.5D shows the radiation patterns of the antenna according to option 1.2.2.

На фиг.6А-6D приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.3, на фиг.6Е приведены экспериментальные результаты испытания антенны согласно варианту 1.2.3. На фиг.6А приведены графики параметров S11 и S21 для антенны согласно варианту 1.2.3. Параметр S21 отражает уменьшение коэффициента передачи между входом антенны и выходом соединителя, нагруженным сопротивлением 50 Ом. На фиг.6В показано усиление (RHCP) антенны согласно варианту 1.2.3, полученное при моделировании, на фиг.6С изображена поперечная поляризация основного лепестка антенны согласно варианту 1.2.3, на фиг.6D изображены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.3, на фиг.6Е приведено измеренное усиление (RHCP) антенны согласно варианту 1.2.3.On figa-6D shows the results of modeling electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.3, figure 6E shows the experimental test results of the antenna according to option 1.2.3. On figa shows graphs of parameters S11 and S21 for the antenna according to option 1.2.3. Parameter S21 reflects a decrease in the transfer coefficient between the antenna input and the output of the connector, loaded with a resistance of 50 Ohms. On figv shows the gain (RHCP) of the antenna according to option 1.2.3 obtained in the simulation, on figs shows the transverse polarization of the main lobe of the antenna according to option 1.2.3, on fig.6D shows radiation patterns of the antenna according to option 1.2.3 , FIG. 6E shows the measured antenna gain (RHCP) according to embodiment 1.2.3.

На фиг.7А-7D приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.4, на фиг.7Е-7F приведены экспериментальные результаты испытания антенны согласно варианту 1.2.4. На фиг.7А приведен график параметра S11 антенны согласно варианту 1.2.4, на фиг.7В показано усиление антенны согласно варианту 1.2.4, полученное при моделировании, на фиг.7С изображена поперечная поляризация основного лепестка антенны согласно варианту 1.2.4, полученная при моделировании, на фиг.7D изображены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.4.On figa-7D shows the results of modeling electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.4, Fig.7E-7F shows the experimental results of testing the antenna according to option 1.2.4. Fig. 7A is a graph of the antenna parameter S11 according to embodiment 1.2.4; Fig. 7B shows the antenna gain according to embodiment 1.2.4 obtained from the simulation; Fig. 7C shows the transverse polarization of the main antenna lobe according to embodiment 1.2.4 obtained from simulation, Fig.7D shows radiation patterns of the antenna according to option 1.2.4.

На фиг.7Е приведен график измеренного усиления антенны согласно варианту 1.2.4, на фиг.7F приведен график измеренного параметра S11 антенны согласно варианту 1.2.4.FIG. 7E is a graph of the measured antenna gain according to embodiment 1.2.4; FIG. 7F is a graph of the measured antenna parameter S11 according to embodiment 1.2.4.

На фиг.8А и 8В приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.5. На фиг.8А приведены графики параметров S11 и S21 для антенны согласно варианту 1.2.5, на фиг.8В изображены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.5.On figa and 8B shows the results of modeling electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.5. On figa shows graphs of parameters S11 and S21 for the antenna according to option 1.2.5, on figv shows radiation patterns of the antenna according to option 1.2.5.

На фиг.9А и 9В приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.6. На фиг.9А приведен график параметра S антенны согласно варианту 1.2.6, на фиг.9В изображены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.6.On figa and 9B shows the results of the simulation of electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.6. On figa shows a graph of the parameter S of the antenna according to option 1.2.6, figv shows radiation patterns of the antenna according to option 1.2.6.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Далее описываются примерные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.The following describes exemplary embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

На фиг.1 изображена однослойная микрополосковая антенна согласно варианту осуществления настоящего изобретения.1 shows a single layer microstrip antenna according to an embodiment of the present invention.

Однослойная микрополосковая антенна 100 согласно варианту осуществления настоящего изобретения, изображенная на фиг.1, включает в себя диэлектрическое основание 10, питающую полоску 20 и излучатель 30.The single layer microstrip antenna 100 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a dielectric base 10, a supply strip 20, and an emitter 30.

Диэлектрическое основание 10 представляет собой один слой материала, металлизированный с двух сторон, причем площадь диэлектрического основания 10 предпочтительно составляет 38×38 мм2. Кроме того, толщина диэлектрического основания 10 в примерном варианте осуществления настоящего изобретения должна составлять от 1 мм до 1.9 мм. Толщина основания t=1 мм является максимальной допустимой толщиной, если антенна должна соответствовать параметрам требований условий работы (чувствительность G=2.5 дБи, частота рабочего диапазона Δf=25 МГц). Однако предпочтительно толщина диэлектрического основания 10 может быть увеличена до 1.3 мм с учетом того, что в процессе изготовления антенны могут возникать технологические ошибки, влияющие на параметры антенны в критической степени.The dielectric base 10 is a single layer of material metallized on both sides, and the area of the dielectric base 10 is preferably 38 × 38 mm 2 . In addition, the thickness of the dielectric base 10 in an exemplary embodiment of the present invention should be from 1 mm to 1.9 mm. The base thickness t = 1 mm is the maximum permissible thickness if the antenna must meet the parameters of the requirements of the operating conditions (sensitivity G = 2.5 dBi, operating frequency Δf = 25 MHz). However, it is preferable that the thickness of the dielectric base 10 can be increased to 1.3 mm, taking into account that technological errors can occur during the manufacturing process of the antenna, affecting the antenna parameters to a critical degree.

Диэлектрическое основание 10 состоит из материала FLAN основы или материала RO3003 основы, который представляет собой диэлектрический материал производства Rogers Corporation (Chandler, Аризона). Относительная диэлектрическая постоянная (ε) основы FLAN равна 3.8, тангенциальные потери (tan δ) основы FLAN равны приблизительно 0.0012; относительная диэлектрическая постоянная (ε) основы RO3003 10 равна 3.0, тангенциальные потери (tan δ) основы RO3003 равны приблизительно 0.0013.The dielectric base 10 consists of a base material FLAN or a base material RO3003, which is a dielectric material manufactured by Rogers Corporation (Chandler, Arizona). The relative dielectric constant (ε) of the FLAN base is 3.8, the tangential loss (tan δ) of the FLAN base is approximately 0.0012; the relative dielectric constant (ε) of the base RO3003 10 is 3.0, the tangential loss (tan δ) of the base RO3003 is approximately 0.0013.

Сформированная питающая полоска 20 состоит из металлического материала и располагается на верхней стороне диэлектрического основания 10. Один конец питающей полоски 20 соединяется с коаксиальным кабелем посредством микрополоскового разъема 40, другой конец питающей полоски 20 свободен. Предпочтительно длина питающей полоски 20 составляет от λ/4 до λ.The formed feed strip 20 consists of metal material and is located on the upper side of the dielectric base 10. One end of the feed strip 20 is connected to the coaxial cable via a microstrip connector 40, the other end of the feed strip 20 is free. Preferably, the length of the feed strip 20 is from λ / 4 to λ.

Питающая полоска 20 отделяется от излучателя 30 определенным промежутком, сформированным на диэлектрическом основании 10. Питающая полоска 20 возбуждает токи в излучателе 30 за счет электромагнитной связи через промежуток.The supply strip 20 is separated from the emitter 30 by a certain gap formed on the dielectric base 10. The supply strip 20 excites currents in the emitter 30 due to electromagnetic coupling through the gap.

В целях улучшения характеристики электромагнитной связи между питающей полоской 20 и излучателем 30, промежуток между питающей полоской 20 и излучателем 30 в области 50 связи предпочтительно остается постоянным. Если промежуток остается постоянным, форма питающей полоски 20, вероятнее всего, будет аналогичной или подобной форме излучателя 30, как показано на фиг.1.In order to improve the characteristics of the electromagnetic coupling between the supply strip 20 and the emitter 30, the gap between the supply strip 20 and the emitter 30 in the communication region 50 preferably remains constant. If the gap remains constant, the shape of the supply strip 20 is most likely to be similar or similar to the shape of the emitter 30, as shown in FIG.

Если излучатель 30 имеет кольцевую форму, промежуток между питающей полоской 20 и излучателем 30 предпочтительно должен оставаться постоянным для улучшения характеристики электромагнитной связи. Таким образом, форма питающей полоски 20 в области 50 связи предпочтительно должна быть круговой.If the emitter 30 has an annular shape, the gap between the supply strip 20 and the emitter 30 should preferably remain constant to improve the electromagnetic coupling performance. Thus, the shape of the feed strip 20 in the communication region 50 should preferably be circular.

Излучатель 30, сформированный на диэлектрическом основании 10, имеет форму восьмигранного кольца с пустым центром. Излучатель 30 может представлять собой не только восьмигранное кольцо, но также и круговое или многоугольное кольцо. Длина периметра излучателя 30 равна или приблизительно равна одной длине волны λ радиочастоты приема и передачи. Сформированный излучатель 30 состоит из металлического материала.The emitter 30, formed on a dielectric base 10, has the shape of an octagonal ring with an empty center. The emitter 30 can be not only an octagonal ring, but also a circular or polygonal ring. The perimeter length of the emitter 30 is equal to or approximately equal to one wavelength λ of the radio frequency of the reception and transmission. Formed emitter 30 consists of a metal material.

Характеристики круговой поляризации и широкополосности антенны 100 можно совершенствовать путем изменения промежутка, т.е. расстояния между излучателем 30 и питающей полоской 20.The circular polarization and broadband characteristics of the antenna 100 can be improved by changing the gap, i.e. the distance between the emitter 30 and the feed strip 20.

В таблице 1 приведены основные параметры однослойной микрополосковой антенны 100 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Однослойная микрополосковая антенна 100, параметры которой приведены в таблице 1, имеет основание FLAN (ε=3.8, tan δ=0.0012) размером 38×38 mm2 и толщиной 1.9 мм.Table 1 summarizes the main parameters of a single layer microstrip antenna 100 according to a first embodiment of the present invention. The single-layer microstrip antenna 100, the parameters of which are given in Table 1, has a FLAN base (ε = 3.8, tan δ = 0.0012) 38 × 38 mm2 in size and 1.9 mm thick.

На фиг.2 изображена однослойная микрополосковая антенна согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.Figure 2 shows a single-layer microstrip antenna according to another embodiment of the present invention.

В однослойной микрополосковой антенне 200 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, изображенной на фиг.2, один конец питающей полоски 120 соединен с бескорпусным резистором 160 для согласования импедансов, в отличие от конструкции антенны 100, изображенной на фиг.1, в которой конец питающей полоски является свободным. Сопротивление бескорпусного резистора 160 в образцовом варианте осуществления равно 50 Ом [ Ω].In a single-layer microstrip antenna 200 according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 2, one end of the supply strip 120 is connected to a frame resistor 160 for impedance matching, unlike the design of the antenna 100 shown in FIG. 1, in which the end of the supply strip is free. The resistance of the housing resistor 160 in the exemplary embodiment is 50 Ohm [Ω].

Бескорпусный резистор 160 несколько снижает характеристику круговой поляризации антенны 200, но повышает характеристику согласования импедансов антенны 200 в широкой полосе частот. Характеристика круговой поляризации антенны 200 может быть увеличена путем изменения промежутка между излучателем 130 и питающей полоской 120 или длины питающей полоски 120.The frameless resistor 160 somewhat reduces the circular polarization characteristic of the antenna 200, but increases the impedance matching characteristic of the antenna 200 in a wide frequency band. The circular polarization characteristic of the antenna 200 can be increased by changing the gap between the emitter 130 and the feed strip 120 or the length of the feed strip 120.

При наличии бескорпусного резистора 160 производственные затраты антенны 200 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения становятся более высокими по сравнению с антенной 100 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, но параметры поперечной поляризации антенны 200 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения превосходят параметры поперечной поляризации антенны 100 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.With a frame resistor 160, the manufacturing costs of the antenna 200 according to the second embodiment of the present invention become higher compared to the antenna 100 according to the first embodiment of the present invention, but the transverse polarization parameters of the antenna 200 according to the second embodiment of the present invention are superior to the transverse polarization parameters of the antenna 100 according to the first an embodiment of the present invention.

В таблице 1 приведены основные характеристики однослойной антенны согласно настоящему изобретению.Table 1 summarizes the main characteristics of a single layer antenna according to the present invention.

Таблица 1Table 1 Переменные параметры конструкцииVariable design parameters Характеристики антенныAntenna Specifications для указанной полосы 25 МГцfor the specified band 25 MHz Полоса при усилении 2.5 ДБи2.5 dBi gain band ВариантOption t, ммt mm Наличие нагрузкиLoad presence ЕE Наличие кожухаCasing Усиление RHCP (мин. по всей полосе)RHCP gain (min. Over the entire band) Ширина лепестка при 3 дБPetal Width at 3 dB Поперечная поляризация главного лепесткаTransverse polarization of the main lobe Обратное излучениеReturn radiation S11S11 дБиdBi градусыdegrees ДБDb ДБDb ДБDb МГцMHz 1.2.1*)1.2.1 *) 1.91.9 ++ 3.83.8 -- 4.04.0 9595 -26-26 -7.5-7.5 -13-13 6262 1.2.21.2.2 1.91.9 -- 3.83.8 -- 4.44.4 9696 -12-12 -7.5-7.5 -16-16 6565 1.2.3*)1.2.3 *) 1.271.27 ++ 3.03.0 ++ 3.23.2 9393 -19-19 -8.4-8.4 -13-13 3838 1.2.4*)1.2.4 *) 1.271.27 -- 3.03.0 ++ 3.33.3 9393 -8.5-8.5 -7.9-7.9 -17-17 4040 1.2.51.2.5 1.01.0 ++ 3.03.0 ++ 2.32.3 9393 -8.1-8.1 -8.1-8.1 -- 2222 13.513.5 1.2.61.2.6 1.01.0 -- 3.03.0 ++ 2.32.3 9393 -9-9 -7.6-7.6 -11-eleven 2222

В таблице 1 параметр t обозначает толщину основания. Площадь основания - 38×38 мм2. Излучатель, питающая полоска, металлическое покрытие противоположной стороны основания состоят из меди и имеют толщину 0.017 мм. Кожух антенны, если он размещен на поверхности основания, изготовлен из полистирола (ε=2.6). В качестве материала основания используется FLAN (ε=3.8, танг. δ=0.0012) или RO3003.In table 1, the parameter t denotes the thickness of the base. The base area is 38 × 38 mm 2 . The emitter, the supply strip, the metal coating on the opposite side of the base are made of copper and have a thickness of 0.017 mm. The antenna cover, if placed on the surface of the base, is made of polystyrene (ε = 2.6). The base material used is FLAN (ε = 3.8, tang. Δ = 0.0012) or RO3003.

В таблице 2 приведены основные характеристики однослойной антенны согласно варианту 1.Table 2 shows the main characteristics of a single-layer antenna according to option 1.

Таблица 2table 2 Параметры*)Options*) ИзмеренныеMeasured По моделиBy model Усиление RHCP (мин.), дБиGain RHCP (min.), DBi 3.6 (минимальное)3.6 (minimum) 4.04.0 Ширина лепестка, градусовThe width of the petal, degrees 100one hundred 9595 Поперечная поляризация главного лепестка, дБTransverse polarization of the main lobe, dB -20-twenty -26-26 Обратное излучение, дБBack radiation, dB -8-8 -7.5-7.5 S11, дБS11, dB -13-13 -13-13

Все параметры антенны 100 в таблице 2 приведены для ширины полосы, равной 25 МГц.All parameters of the antenna 100 in table 2 are given for a bandwidth of 25 MHz.

На фиг.3А-3С приведены измеренные результаты для антенны согласно варианту 1.2.1.On figa-3C shows the measured results for the antenna according to option 1.2.1.

На фиг.3А изображена диаграмма, описывающая усиление (RHCP) антенны согласно варианту 1.2.1, на фиг.3В изображена диаграмма, описывающая параметр S11 антенны согласно варианту 1.2.1, на фиг.3С изображена диаграмма, описывающая поперечную поляризацию основного лепестка антенны согласно варианту 1.2.1.On figa shows a diagram describing the gain (RHCP) of the antenna according to option 1.2.1, on figv is a diagram describing the parameter S11 of the antenna according to option 1.2.1, on figs is a diagram describing the transverse polarization of the main lobe of the antenna according to option 1.2.1.

На фиг.4А-4В приведены результаты для антенны согласно варианту 1.2.1, полученные при моделировании.On figa-4B shows the results for the antenna according to option 1.2.1 obtained in the simulation.

На фиг.4А приведены графики параметров S11 и S21 для антенны согласно варианту 1.2.1. Параметр S21 отражает вносимые потери между входом антенны и выходом соединителя, нагруженного сопротивлением 50 Ом.On figa shows graphs of parameters S11 and S21 for the antenna according to option 1.2.1. Parameter S21 reflects the insertion loss between the input of the antenna and the output of the connector loaded with a resistance of 50 Ohms.

На фиг.4В приведены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.1.FIG. 4B shows radiation patterns of an antenna according to embodiment 1.2.1.

На фиг.5А-5D приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.2.On figa-5D shows the results of modeling electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.2.

На фиг.5А приведен график параметра S11 для антенны согласно варианту 1.2.2, на фиг.5В приведен график усиления (RHCP) антенны согласно варианту 1.2.2, на фиг.5С показана поперечная поляризация основного лепестка антенны согласно 1.2.2, на фиг.5D показаны диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.2.FIG. 5A is a graph of the parameter S11 for the antenna according to embodiment 1.2.2, FIG. 5B is a gain (RHCP) diagram of the antenna according to embodiment 1.2.2, FIG. 5C shows the transverse polarization of the main antenna lobe according to 1.2.2, FIG. .5D shows radiation patterns of the antenna according to option 1.2.2.

На фиг.6А-6D приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.3, на фиг.6Е приведены экспериментальные результаты испытания антенны согласно варианту 1.2.3.On figa-6D shows the results of modeling electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.3, figure 6E shows the experimental test results of the antenna according to option 1.2.3.

На фиг.6А приведены графики параметров S11 и S21 для антенны согласно варианту 1.2.3. Параметр S21 означает уменьшение коэффициента передачи между входом антенны и выходом соединителя, нагруженного резистором 50 Ом.On figa shows graphs of parameters S11 and S21 for the antenna according to option 1.2.3. Parameter S21 means a reduction in the transfer coefficient between the antenna input and the output of the connector loaded with a 50 Ohm resistor.

На фиг.6В приведен график усиления (RHCP) антенны согласно варианту 1.2.3, полученный путем моделирования, на фиг.6С показана поперечная поляризация основного лепестка антенны согласно варианту 1.2.3, на фиг.6D изображены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.3, на фиг.6Е приведен график усиления (RHCP) антенны согласно варианту 1.2.3.FIG. 6B shows a gain graph (RHCP) of an antenna according to embodiment 1.2.3 obtained by simulation, FIG. 6C shows the transverse polarization of the main lobe of the antenna according to embodiment 1.2.3, FIG. 6D shows radiation patterns of the antenna according to embodiment 1.2. 3, FIG. 6E is a gain graph (RHCP) of an antenna according to embodiment 1.2.3.

На фиг.7А-7D приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.4, на фиг.7Е-7F приведены экспериментальные результаты испытания антенны согласно варианту 1.2.4.On figa-7D shows the results of modeling electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.4, Fig.7E-7F shows the experimental results of testing the antenna according to option 1.2.4.

На фиг.7А приведен график параметра S11 для антенны согласно варианту 1.2.4, на фиг.7В приведен график усиления антенны согласно варианту 1.2.4, полученный при моделировании, на фиг.7С приведен график поперечной поляризации основного лепестка антенны согласно варианту 1.2.4, полученный при моделировании, на фиг.7D изображены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.4.On figa shows a graph of parameter S11 for the antenna according to option 1.2.4, on figv shows a graph of the gain of the antenna according to option 1.2.4 obtained in the simulation, on figs shows a graph of the transverse polarization of the main lobe of the antenna according to option 1.2.4 obtained in the simulation, Fig.7D shows the radiation patterns of the antenna according to option 1.2.4.

На фиг.7Е приведены результаты измерения усиления антенны согласно варианту 1.2.4, на фиг.7F приведен график измеренного параметра S11 для антенны согласно варианту 1.2.4.Fig. 7E shows the results of measuring the antenna gain according to option 1.2.4; Fig. 7F shows a graph of the measured parameter S11 for the antenna according to option 1.2.4.

На фиг.8А и 8В приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.5.On figa and 8B shows the results of modeling electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.5.

В частности, на фиг.8А приведены графики параметров S11 и S21 для антенны согласно варианту 1.2.5, на фиг.8В изображены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.5.In particular, on figa graphs of parameters S11 and S21 for the antenna according to option 1.2.5 are shown, on figv radiation patterns of the antenna according to option 1.2.5 are shown.

На фиг.9А и 9В приведены результаты моделирования электромагнитных полей в графическом виде для антенны согласно варианту 1.2.6.On figa and 9B shows the results of the simulation of electromagnetic fields in graphical form for the antenna according to option 1.2.6.

В частности, на фиг.9А приведен параметр S антенны согласно варианту 1.2.6, на фиг.9В изображены диаграммы направленности излучения антенны согласно варианту 1.2.6.In particular, FIG. 9A shows the antenna parameter S according to embodiment 1.2.6; FIG. 9B shows radiation patterns of the antenna according to embodiment 1.2.6.

Как описано выше в примерных вариантах осуществления настоящего изобретения, однослойная микрополосковая антенна имеет тонкое плоское основание, изготовленное с использованием микрополосковой технологии. При использовании краевой подачи питания не требуется дополнительная толщина антенны. Следовательно, фидер может быть легко соединен с гибким кабелем (коаксиальный или плоский кабель). Поэтому однослойная микрополосковая антенна согласно вариантам осуществления настоящего изобретения имеет минимальную толщину при сохранении соответствия требованиям условий работы (GRHCP≥2.5 дБи в требуемом диапазоне, рабочая полоса пропускания Δf=25 МГц).As described above in exemplary embodiments of the present invention, a single-layer microstrip antenna has a thin, flat base made using microstrip technology. When using edge power, no additional antenna thickness is required. Consequently, the feeder can be easily connected to a flexible cable (coaxial or flat cable). Therefore, the single-layer microstrip antenna according to the embodiments of the present invention has a minimum thickness while maintaining compliance with the requirements of the operating conditions (G RHCP ≥2.5 dBi in the desired range, operating bandwidth Δf = 25 MHz).

Вышеописанные образцовые варианты осуществления и аспекты изобретения являются лишь примерными и не должны рассматриваться как ограничивающие испрашиваемую область защиты. Описанные принципы могут быть непосредственно применены к другим типам устройств. Кроме того, описание примерных вариантов осуществления настоящего изобретения предназначено для иллюстрирования, а не ограничения области действия формулы изобретения; специалисту в данной области техники будет очевидно множество ее альтернатив, модификаций и вариантов.The above exemplary embodiments and aspects of the invention are merely exemplary and should not be construed as limiting the claimed scope of protection. The principles described can be directly applied to other types of devices. In addition, the description of exemplary embodiments of the present invention is intended to illustrate and not limit the scope of the claims; A person skilled in the art will recognize many of its alternatives, modifications, and variations.

Claims (8)

1. Антенна, включающая в себя следующие компоненты: основание; излучатель в форме кольца или многоугольника, сформированный на основании; сформированная на основании питающая полоска, отделенная от излучателя промежутком заданной постоянной величины, которая возбуждает ток в излучателе через указанный промежуток за счет электромагнитной связи, причем форма питающей полоски аналогична или подобна форме излучателя.1. The antenna, which includes the following components: base; a ring or polygon shaped radiator formed on the base; formed on the basis of the supply strip, separated from the emitter by a gap of a predetermined constant value, which excites current in the emitter through the specified gap due to electromagnetic coupling, and the shape of the supply strip is similar or similar to the shape of the emitter. 2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя бескорпусный резистор, подключенный к одному из концов питающей полоски для согласования импеданса.2. The antenna according to claim 1, characterized in that it further includes a frame resistor connected to one of the ends of the supply strip to match the impedance. 3. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что длина периметра излучателя, по существу, равна длине волны радиочастоты.3. The antenna according to claim 1, characterized in that the length of the perimeter of the emitter is essentially equal to the wavelength of the radio frequency. 4. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что длина питающей полоски, по существу, равна одной четверти длины волны радиочастоты.4. The antenna according to claim 1, characterized in that the length of the supply strip is essentially equal to one quarter of the wavelength of the radio frequency. 5. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что изменение длины промежутка приводит к изменению характеристик поляризации и полосы пропускания антенны.5. The antenna according to claim 1, characterized in that the change in the length of the gap leads to a change in the polarization characteristics and the antenna bandwidth. 6. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что один конец питающей полоски соединен с коаксиальной линией, а другой конец питающей полоски свободен.6. The antenna according to claim 1, characterized in that one end of the supply strip is connected to the coaxial line, and the other end of the supply strip is free. 7. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что основание состоит из диэлектрического материала, причем толщина основания составляет, по существу, от 1 до 1,9 мм.7. The antenna according to claim 1, characterized in that the base consists of a dielectric material, and the thickness of the base is essentially from 1 to 1.9 mm 8. Антенна по п.4, отличающаяся тем, что радиочастота входит в пределы частотного диапазона SDMB.8. The antenna according to claim 4, characterized in that the radio frequency falls within the frequency range of SDMB.
RU2005141110/09A 2005-12-28 2005-12-28 Single-layer microstrip antenna RU2327263C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005141110/09A RU2327263C2 (en) 2005-12-28 2005-12-28 Single-layer microstrip antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005141110/09A RU2327263C2 (en) 2005-12-28 2005-12-28 Single-layer microstrip antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005141110A RU2005141110A (en) 2007-07-20
RU2327263C2 true RU2327263C2 (en) 2008-06-20

Family

ID=38430638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005141110/09A RU2327263C2 (en) 2005-12-28 2005-12-28 Single-layer microstrip antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327263C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012109498A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-16 Henry Cooper Corrugated horn antenna with enhanced frequency range
US8976513B2 (en) 2002-10-22 2015-03-10 Jason A. Sullivan Systems and methods for providing a robust computer processing unit
US9450309B2 (en) 2013-05-30 2016-09-20 Xi3 Lobe antenna
US9478867B2 (en) 2011-02-08 2016-10-25 Xi3 High gain frequency step horn antenna
US9606577B2 (en) 2002-10-22 2017-03-28 Atd Ventures Llc Systems and methods for providing a dynamically modular processing unit
US9961788B2 (en) 2002-10-22 2018-05-01 Atd Ventures, Llc Non-peripherals processing control module having improved heat dissipating properties
RU2654914C1 (en) * 2017-07-17 2018-05-23 Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" Wireless antenna
RU202590U1 (en) * 2020-11-11 2021-02-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Cross-notch Millimeter-Wave Microstrip Printed Antenna

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
. *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8976513B2 (en) 2002-10-22 2015-03-10 Jason A. Sullivan Systems and methods for providing a robust computer processing unit
US9606577B2 (en) 2002-10-22 2017-03-28 Atd Ventures Llc Systems and methods for providing a dynamically modular processing unit
US9961788B2 (en) 2002-10-22 2018-05-01 Atd Ventures, Llc Non-peripherals processing control module having improved heat dissipating properties
US10285293B2 (en) 2002-10-22 2019-05-07 Atd Ventures, Llc Systems and methods for providing a robust computer processing unit
US10849245B2 (en) 2002-10-22 2020-11-24 Atd Ventures, Llc Systems and methods for providing a robust computer processing unit
US11751350B2 (en) 2002-10-22 2023-09-05 Atd Ventures, Llc Systems and methods for providing a robust computer processing unit
US9478867B2 (en) 2011-02-08 2016-10-25 Xi3 High gain frequency step horn antenna
WO2012109498A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-16 Henry Cooper Corrugated horn antenna with enhanced frequency range
US9478868B2 (en) 2011-02-09 2016-10-25 Xi3 Corrugated horn antenna with enhanced frequency range
US9450309B2 (en) 2013-05-30 2016-09-20 Xi3 Lobe antenna
RU2654914C1 (en) * 2017-07-17 2018-05-23 Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" Wireless antenna
RU202590U1 (en) * 2020-11-11 2021-02-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Cross-notch Millimeter-Wave Microstrip Printed Antenna

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005141110A (en) 2007-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6429819B1 (en) Dual band patch bowtie slot antenna structure
KR100856310B1 (en) Mobile-communication terminal
US8378892B2 (en) Antenna component and methods
US9755314B2 (en) Loaded antenna
Liu Wideband dual-frequency double inverted-L CPW-fed monopole antenna for WLAN application
JP4021642B2 (en) Antenna structure and radio apparatus
US20060290575A1 (en) Antenna integrated into a housing
US9368858B2 (en) Internal LC antenna for wireless communication device
US8059061B2 (en) Subminiature internal antenna
RU2327263C2 (en) Single-layer microstrip antenna
KR100972846B1 (en) Multi bandwidth antenna for mobile phone
KR101859179B1 (en) Compact, wideband log-periodic dipole array antenna
KR100901819B1 (en) A antenna integrated on a circuit board
EP1276170A1 (en) Multi-band antenna
KR100677453B1 (en) Triple band antenna for mobile communication terminal
KR100425381B1 (en) Dual Circular Polarized Aperture Coupled Microstrip Patch Antenna for Using The Wide Band
KR101284128B1 (en) Broadband combination meanderline and patch antenna
KR100872685B1 (en) Planar Inverted F type Antenna
US20220336954A1 (en) Omnidirectional dielectric resonator antenna
WO2006137666A1 (en) Antenna using electrically conductive ink and production method thereof
KR20090054814A (en) Multi band chip antenna for mobile communication terminal
TW200803052A (en) Triple-band single dipole antenna of small coplanar waveguide feed-in type
KR20180123804A (en) Ultra wideband planar antenna
KR100723682B1 (en) CPW-fed planar inverted F-antenna with triple-bands for using mobile-phone
KR101816018B1 (en) Compact, wideband log-periodic dipole array antenna

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 17-2008 FOR TAG: (72)

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161229