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

RU2828189C1 - Underground patch antenna of meter waves - Google Patents

Underground patch antenna of meter waves Download PDF

Info

Publication number
RU2828189C1
RU2828189C1 RU2023130495A RU2023130495A RU2828189C1 RU 2828189 C1 RU2828189 C1 RU 2828189C1 RU 2023130495 A RU2023130495 A RU 2023130495A RU 2023130495 A RU2023130495 A RU 2023130495A RU 2828189 C1 RU2828189 C1 RU 2828189C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
insulating layer
antenna
square
patch
Prior art date
Application number
RU2023130495A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Иванов
Валерий Иванович Николаев
Юрий Геннадьевич Пастернак
Владимир Андреевич Пендюрин
Original Assignee
Акционерное общество НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ" filed Critical Акционерное общество НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2828189C1 publication Critical patent/RU2828189C1/en

Links

Abstract

FIELD: antenna equipment.
SUBSTANCE: invention can be used as a meter-wave range receiving device antenna. Underground patch antenna of meter waves comprises an underlying surface in the form of a square metal substrate, on which there is a dielectric material in the form of a rectangular parallelepiped with a square base, which forms a first insulating layer, wherein four square metal sheets are placed on it, equally oriented at the corners of the first insulating layer, which are upper plates of open resonators, centers of which are connected by metal vertical bridges with metal substrate through holes in first insulating layer, on said metal sheets there is a second insulating layer of dielectric material in the form of a rectangular parallelepiped with a square base, oriented along the vertical axis of symmetry of the antenna, wherein a square metal sheet (patch) is installed on it, wherein two metal rods (excitation elements) are connected to its lower surface at points equidistant from its center, arranged orthogonal on two axes of symmetry of horizontal plane in holes of two insulation layers, wherein the dimensions of the second insulating layer and said square metal sheet (patch) are smaller than those of the first insulating layer and the first metal sheet, note here that said elements are arranged in pyramid-like antenna.
EFFECT: patch antenna with two metal rods provides full-azimuth reception of electromagnetic radiation.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны приемного устройства диапазона метровых волн.The invention relates to antenna technology and can be used as an antenna for a receiving device in the meter wave range.

Патч-антенны, относящиеся к классу электрически малых антенн (ЭМА), находят все большее применение в радиоэлектронных устройствах приема и передачи, которые характеризуются уменьшенными габаритными размерами, малой себестоимостью, использование которых позволит повысить надежность функционирования приемных центров радиосвязи декаметровых (ДКМВ), метровых (MB) волн, за счет скрытого подземного размещения антенн.Patch antennas, which belong to the class of electrically small antennas (ESA), are increasingly used in radio-electronic devices for receiving and transmitting, which are characterized by reduced dimensions, low cost, the use of which will increase the reliability of the operation of receiving centers of radio communications of decameter (DKMV), meter (MV) waves, due to the hidden underground placement of antennas.

Близким техническим решением к заявляемой антенне является печатная антенна (патент RU 2400877С1), содержащая варианты выполнения антенн, в которых:A technical solution close to the claimed antenna is a printed antenna (patent RU 2400877C1), containing antenna design options in which:

- нижний диэлектрический слой и нижний и средний металлические слои выполнены квадратной формы, причем нижний диэлектрический слой, а также нижний и средний металлические слои имеют одинаковые размеры, крестообразная щель имеет длину, равную стороне среднего металлического слоя, ее центр совпадает с центром среднего металлического слоя, оси пересекающихся щелей параллельны краям среднего металлического слоя, а металлические перемычки расположены на диагоналях нижнего диэлектрического слоя на одинаковом расстоянии от его центра;- the lower dielectric layer and the lower and middle metal layers are made in a square shape, wherein the lower dielectric layer, as well as the lower and middle metal layers, have the same dimensions, the cross-shaped slit has a length equal to the side of the middle metal layer, its center coincides with the center of the middle metal layer, the axes of the intersecting slits are parallel to the edges of the middle metal layer, and the metal jumpers are located on the diagonals of the lower dielectric layer at the same distance from its center;

- печатная антенна содержит один элемент возбуждения, расположенный на диагонали нижнего диэлектрического слоя, а верхний диэлектрический слой и верхний металлический слой выполнены в виде геометрических фигур, имеющих две плоскости симметрии, но не имеющих симметрию поворота на 90 градусов относительно прямой, образованной пересечением указанных плоскостей симметрии, а указанная прямая проходит через центр нижнего диэлектрического слоя перпендикулярно указанному слою;- the printed antenna contains one excitation element located on the diagonal of the lower dielectric layer, and the upper dielectric layer and the upper metal layer are made in the form of geometric figures having two planes of symmetry, but not having the symmetry of rotation by 90 degrees relative to the straight line formed by the intersection of the said planes of symmetry, and the said straight line passes through the center of the lower dielectric layer perpendicular to the said layer;

- печатная антенна содержит два элемента возбуждения, которые расположены на разных диагоналях нижнего диэлектрического слоя на одинаковом расстоянии от его центра, а верхний диэлектрический слой и верхний металлический слой выполнены в виде геометрической фигуры, обладающей симметрией поворота на 90 градусов вокруг оси, проходящей через центр нижнего диэлектрического слоя перпендикулярно указанному слою;- the printed antenna contains two excitation elements, which are located on different diagonals of the lower dielectric layer at the same distance from its center, and the upper dielectric layer and the upper metal layer are made in the form of a geometric figure with 90 degree rotation symmetry around an axis passing through the center of the lower dielectric layer perpendicular to the said layer;

- печатная антенна содержит четыре элемента возбуждения, которые расположены на диагоналях нижнего диэлектрического слоя на одинаковом расстоянии от его центра, а верхний диэлектрический слой и верхний металлический слой выполнены в виде геометрической фигуры, обладающей симметрией поворота на 90 градусов вокруг оси, проходящей через центр нижнего диэлектрического слоя перпендикулярно указанному слою;- the printed antenna contains four excitation elements, which are located on the diagonals of the lower dielectric layer at the same distance from its center, and the upper dielectric layer and the upper metal layer are made in the form of a geometric figure with 90 degree rotation symmetry around an axis passing through the center of the lower dielectric layer perpendicular to the said layer;

- металлические перемычки выполнены в виде пар проводников, причем проводники в каждой паре расположены симметрично относительно диагоналей нижнего диэлектрического слоя и все пары расположены на одинаковом расстоянии от его центра.- metal jumpers are made in the form of pairs of conductors, with the conductors in each pair located symmetrically relative to the diagonals of the lower dielectric layer and all pairs located at the same distance from its center.

В среднем металлическом слое выполнена крестообразная щель, состоящая из двух пересекающихся щелей и введением четырех металлических перемычек, соединяющих средний и нижний металлические слои.In the middle metal layer, a cross-shaped slit is made, consisting of two intersecting slits and the introduction of four metal jumpers connecting the middle and lower metal layers.

Такая антенна может обеспечить расширение рабочего диапазона частот УКВ с двумя выраженными резонансами. Недостатком данной антенны является ограничение частотного диапазона сверхвысокими частотами, сложностью технологического подбора двухрезонансного режима работы и обеспечения согласования.Such an antenna can provide an extension of the operating range of VHF frequencies with two pronounced resonances. The disadvantage of this antenna is the limitation of the frequency range to ultra-high frequencies, the complexity of the technological selection of a two-resonance operating mode and ensuring matching.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой антенне является печатная антенна ([1] - прототип), содержащая вариант выполнения патч-антенны в которой:The closest technical solution to the claimed antenna is a printed antenna ([1] - prototype), containing a variant of a patch antenna in which:

на квадратной тонкой металлической подложке (подстилающей поверхности) размещается первый изоляционный слой (диэлектрический материал) в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием. На первый изоляционный слой накладываются четыре одинаковых квадратных металлических листа, ориентированных по углам первого изоляционного слоя, выступающих в роли верхних обкладок открытых резонаторов. Центр каждого квадратного металлического листа (верхней обкладки) закорочен вертикальной металлической тонкопроволочной перемычкой на металлическую подложку через подготовленное отверстие в изоляционном материале. Поверх четырех обкладок открытых резонаторов укладывается по центру второй изоляционный слой (диэлектрический материал) в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием. На второй слой изолятора укладывается квадратный металлический лист (патч). Квадратная металлическая подложка (подстилающая поверхность), первый изоляционный слой (диэлектрический материал), второй изоляционный слой (диэлектрический материал), квадратный, тонкий металлический лист (патч) располагаются один над другим на вертикальной оси симметрии антенны по принципу пирамидыThe first insulating layer (dielectric material) in the form of a rectangular parallelepiped with a square base is placed on a square thin metal substrate (underlying surface). Four identical square metal sheets oriented at the corners of the first insulating layer are placed on the first insulating layer, acting as the upper plates of the open resonators. The center of each square metal sheet (upper plate) is short-circuited by a vertical thin-wire metal jumper to the metal substrate through a prepared hole in the insulating material. The second insulating layer (dielectric material) in the form of a rectangular parallelepiped with a square base is placed in the center on top of the four plates of the open resonators. A square metal sheet (patch) is placed on the second insulator layer. A square metal substrate (underlying surface), a first insulating layer (dielectric material), a second insulating layer (dielectric material), a square, thin metal sheet (patch) are arranged one above the other on the vertical axis of symmetry of the antenna according to the pyramid principle.

К нижней стороне металлического листа (патча) подсоединен на одной из осей симметрии горизонтальной плоскости металлический стержень (элемент возбуждения), расположенный в подготовленном отверстии в двух изоляционных слоях (параллелепипедах). К металлическому стержню обеспечивается подключение центральной жилы питающего коаксиального кабеля. Подключение оплетки коаксиального кабеля обеспечивается к тонкой квадратной металлической подложке (подстилающей поверхности).A metal rod (excitation element) is connected to the lower side of the metal sheet (patch) on one of the axes of symmetry of the horizontal plane, located in a prepared hole in two insulating layers (parallelepipeds). The central core of the supply coaxial cable is connected to the metal rod. The braid of the coaxial cable is connected to a thin square metal substrate (underlying surface).

Недостатком данной антенны является ограничение по направлению формирования главных лепестков диаграммы направленности вдоль одной горизонтальной оси симметрии антенны.The disadvantage of this antenna is the limitation in the direction of formation of the main lobes of the radiation pattern along one horizontal axis of symmetry of the antenna.

Предлагаемое техническое решение нацелено на реализацию возможности формирования диаграммы направленности по двум горизонтальным осям симметрии, что обеспечит прием радиосигнала с четырех направлений.The proposed technical solution is aimed at implementing the possibility of forming a radiation pattern along two horizontal axes of symmetry, which will ensure the reception of a radio signal from four directions.

Указанный технический результат достигается тем, что на подстилающей поверхности в виде квадратной металлической подложки расположен диэлектрический материал в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием, образующий первый изоляционный слой, при этом на ней размещены четыре квадратных металлических листа, равно ориентированных по углам первого изоляционного слоя, являющихся верхними обкладками открытых резонаторов, центры которых соединены металлическими вертикальными перемычками с металлической подложкой через отверстия в первом изоляционном слое, на упомянутых металлических листах расположен второй изоляционный слой диэлектрического материала в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием, ориентированный по вертикальной оси симметрии антенны, при этом на нем установлен квадратный металлический лист (патч), к нижней поверхности которого подсоединены два металлических стержня в точках, равноудаленных от его центра, расположенных ортогонально на двух осях симметрии горизонтальной плоскости в отверстиях двух изоляционных слоев, причем габаритные размеры второго изоляционного слоя и упомянутого квадратного металлического листа (патча) выполнены меньше аналогичных габаритных размеров первого изоляционного слоя и первого металлического листа, при этом упомянутые элементы установлены в антенне по типу пирамиды. Точное местоположение металлических стержней подбирается экспериментально для достижения согласования по волновому сопротивлению. К металлическим стержням обеспечивается подключение центральных жил соединительных коаксиальных кабелей. Подключение оплетки соединительных коаксиальных кабелей обеспечивается к подстилающей поверхности.The specified technical result is achieved in that a dielectric material in the form of a rectangular parallelepiped with a square base, forming a first insulating layer, is located on the underlying surface in the form of a square metal substrate, wherein four square metal sheets are placed on it, equally oriented at the corners of the first insulating layer, which are the upper plates of open resonators, the centers of which are connected by metal vertical jumpers to the metal substrate through openings in the first insulating layer, a second insulating layer of dielectric material in the form of a rectangular parallelepiped with a square base, oriented along the vertical axis of symmetry of the antenna, is located on the said metal sheets, wherein a square metal sheet (patch) is installed on it, to the lower surface of which two metal rods are connected at points equidistant from its center, located orthogonally on two axes of symmetry of the horizontal plane in the openings of the two insulating layers, wherein the overall dimensions of the second insulating layer and the said square metal sheet (patch) are made smaller than the similar overall dimensions of the first insulation layer and the first metal sheet, and the said elements are installed in the antenna in a pyramidal pattern. The exact location of the metal rods is selected experimentally to achieve matching in wave resistance. The central cores of the connecting coaxial cables are connected to the metal rods. The braiding of the connecting coaxial cables is connected to the underlying surface.

Вариант выполнения патч-антенны показан на фиг.1, 2.A variant of the patch antenna design is shown in Fig. 1, 2.

На фиг.1 показан общий вид антенны, содержащей квадратную металлическую подложку (подстилающую поверхность) (1), диэлектрический материал в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием, образующий первый изоляционный слой (2), четыре квадратных металлических листа, равно ориентированных по углам первого изоляционного слоя (3), второй изоляционный слой диэлектрического материала в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием, ориентированный по вертикальной оси симметрии антенны (4), квадратный металлический лист (патч) (5), на фиг.2 показаны: квадратная металлическая подложка (подстилающая поверхность) (1), квадратные металлические листы (3), два металлических стержня (элемента возбуждения) (6), металлические вертикальные перемычки с металлической подложкой (подстилающей поверхностью) (7).Fig. 1 shows a general view of an antenna comprising a square metal substrate (underlying surface) (1), a dielectric material in the form of a rectangular parallelepiped with a square base, forming a first insulating layer (2), four square metal sheets equally oriented at the corners of the first insulating layer (3), a second insulating layer of dielectric material in the form of a rectangular parallelepiped with a square base, oriented along the vertical axis of symmetry of the antenna (4), a square metal sheet (patch) (5), Fig. 2 shows: a square metal substrate (underlying surface) (1), square metal sheets (3), two metal rods (excitation elements) (6), metal vertical jumpers with a metal substrate (underlying surface) (7).

Функционирование патч-антенны наиболее простым образом можно понять, рассматривая ее как плоскую металлическую структуру квадратной формы, расположенную над слоем диэлектрика с металлическим экраном (подстилающей поверхностью) в которой возбуждается электромагнитное поле от коаксиальных кабелей через металлические стержни или падающая электромагнитная волна от стороннего источника возбуждает электромагнитное поле в патч-антенне, которое фиксируется в виде выходного сигнала на контактах «металлические стержни - подстилающая поверхность».The operation of a patch antenna can be most simply understood by considering it as a flat square metal structure located above a dielectric layer with a metal screen (underlying surface) in which an electromagnetic field is excited from coaxial cables through metal rods or an incident electromagnetic wave from an external source excites an electromagnetic field in the patch antenna, which is recorded as an output signal at the contacts "metal rods - underlying surface".

Данная структура представляет собой открытый с торцов объемный резонатор, характеризующийся собственной резонансной частотой ƒПА This structure is an open-ended cavity resonator characterized by its own resonant frequency ƒ PA

где с - скорость света, b - сторона квадратного патча, εS - суммарная диэлектрическая проницаемость материала изоляционного слоя между патчем и подстилающей поверхностью. Из соотношения (1) вытекаетwhere c is the speed of light, b is the side of the square patch, ε S is the total permittivity of the insulating layer material between the patch and the underlying surface. From relation (1) it follows

Согласно подходам, изложенным в работах [2-4], в конструкцию общей подложки патч-антенны введена метаматериальная подложка на основе четырех резонаторов с общей подстилающей поверхностью в виде квадратной металлической подложки (1), центры верхних обкладок (квадратных металлических листов (3)) которых закорочены на подстилающую поверхность антенны металлическими вертикальными перемычками (7). Такое конструктивное объединение образует слой изолятора патч-антенны из четырех параллельно соединенных открытых резонаторов (параллельных колебательных контуров, где четыре квадратных металлических листа (3) выполняют функцию верхних обкладок конденсаторов, квадратная металлическая подложка (1) функцию нижней общей обкладки конденсаторов, а вертикальные металлические перемычки - функцию катушек индуктивности) с частотой собственного резонанса метаматериальной подложки, определенной по формуле где - сторона метаматериальной подстилающей поверхности, ε1 - диэлектрическая проницаемость первого изоляционного слоя (диэлектрического материала).According to the approaches described in [2-4], a metamaterial substrate based on four resonators with a common underlying surface in the form of a square metal substrate (1) is introduced into the design of the common substrate of the patch antenna, the centers of the upper plates (square metal sheets (3)) of which are short-circuited to the underlying surface of the antenna by metal vertical jumpers (7). Such a constructive combination forms a patch antenna insulator layer of four parallel-connected open resonators (parallel oscillatory circuits, where four square metal sheets (3) perform the function of the upper plates of the capacitors, the square metal substrate (1) functions as the lower common plate of the capacitors, and the vertical metal jumpers function as inductors) with a natural resonance frequency of the metamaterial substrate, determined by the formula Where - the side of the metamaterial underlying surface, ε 1 - the dielectric constant of the first insulating layer (dielectric material).

Согласно [5] в прямоугольных (квадратных) резонаторных антеннах обычно используется низший тип резонанса, при котором где λПА - длина волны плоской резонаторной антенны. Вертикальная составляющая электрического поля Ez в поперечном сечении плоского резонатора между пластиной и экраном распределяется почти равномерно, а в продольном - по синусоидальному закону с пучностями на краях пластины.According to [5], in rectangular (square) resonator antennas, the lowest type of resonance is usually used, in whichwhere λPA- wavelength of a flat resonator antenna. The vertical component of the electric field Ezin the cross section of a flat resonator between the plate and the screen it is distributed almost uniformly, and in the longitudinal section it is distributed according to a sinusoidal law with antinodes at the edges of the plate.

Принцип работы данной патч-антенны возможно пояснить следующими этапами: в двухслойном пространстве между верхним квадратным металлическим листом (патчем) (5) и квадратной металлической подложкой (подстилающей поверхностью) (1) через металлические стержни (элементы возбуждения) (6) возбуждается электромагнитное поле.The operating principle of this patch antenna can be explained by the following steps: in the two-layer space between the upper square metal sheet (patch) (5) and the square metal substrate (underlying surface) (1), an electromagnetic field is excited through metal rods (excitation elements) (6).

При чем, процесс возбуждения собственных электромагнитных колебаний в слое метаматериальной подложки с частотой резонанса ƒММП≥ƒПА затормаживает процесс возбуждения электромагнитного поля патч-антенны за счет дополнительного времени накопления энергии электрического поля (емкости между четырьмя квадратными металлическими листами (3) и квадратной металлической подложкой (подстилающей поверхностью) (1)) и энергии магнитного поля (индуктивности металлических вертикальных перемычек (7), замыкающих квадратные металлические листы (3) и квадратную металлическую подложку (1)). То есть, в результате комбинирования элементами и размерами метаматериальной подложки реализован слой эквивалентный магнитодиэлектрику, запасающему энергию магнитного и электрического полей. Применение общего изолятора в составе метаматериальной подложки (первый изоляционный слой, четыре квадратных металлических листа), второго изоляционного слоя, с суммарной диэлектрической проницаемостью ε позволил уменьшить в раз значение b, где n - суммарный коэффициент преломления.Moreover, the process of excitation of natural electromagnetic oscillations in the layer of the metamaterial substrate with a resonance frequency ƒ MMP ≥ƒ PA slows down the process of excitation of the electromagnetic field of the patch antenna due to the additional time of accumulation of the electric field energy (capacitance between four square metal sheets (3) and the square metal substrate (underlying surface) (1)) and the magnetic field energy (inductance of the metal vertical jumpers (7) closing the square metal sheets (3) and the square metal substrate (1)). That is, as a result of combining the elements and dimensions of the metamaterial substrate, a layer equivalent to a magnetodielectric storing the energy of the magnetic and electric fields is realized. The use of a common insulator in the composition of the metamaterial substrate (the first insulating layer, four square metal sheets), the second insulating layer, with a total permittivity of ε made it possible to reduce in times the value of b, where n is the total refractive index.

Возбуждаемое через металлические стержни (элементы возбуждения) (6) распределение электромагнитного поля в патч-антенне позволяет организовать излучение электромагнитной волны в направлении горизонтальной оси симметрии антенны в зависимости от запитываемого металлического стержня (6). В режиме совместного возбуждения антенны от синфазных источников через два элемента возбуждения реализуется режим полноазимутального излучения. На фиг.3 показана расчетная диаграмма направленности патч-антенны.The distribution of the electromagnetic field in the patch antenna excited through metal rods (excitation elements) (6) allows organizing the radiation of an electromagnetic wave in the direction of the horizontal axis of symmetry of the antenna depending on the fed metal rod (6). In the mode of joint excitation of the antenna from in-phase sources through two excitation elements, the full-azimuth radiation mode is realized. Fig. 3 shows the calculated directional diagram of the patch antenna.

Таким образом, введение в структуру второго металлического стержня (элемента возбуждения) позволило реализовать режим приема электромагнитных волн патч-антенной с четырех направлений (полноазимутальный режим). Проверка работоспособности модели патч-антенны произведена с помощью программы электродинамического моделирования CST Microwave Studio. Результат численного эксперимента позволил подтвердить что патч-антенна может формировать квазитороидальную диаграмму направленности в горизонтальной плоскости.Thus, the introduction of the second metal rod (excitation element) into the structure allowed to implement the mode of receiving electromagnetic waves by the patch antenna from four directions (full-azimuth mode). The functionality of the patch antenna model was tested using the CST Microwave Studio electrodynamic modeling program. The result of the numerical experiment allowed to confirm that the patch antenna can form a quasi-toroidal radiation pattern in the horizontal plane.

Источники информацииSources of information

1. Иванов А.В., Николаев В.И., Пастернак Ю.Г., Пендюрин В.А. Подземная антенна метровых волн на основе патч-структуры с метаматериальной подложкой//Радиотехника. 2021. Т. 85. №8. С.80-90.1. Ivanov A.V., Nikolaev V.I., Pasternak Yu.G., Pendyurin V.A. Underground meter-wave antenna based on a patch structure with a metamaterial substrate//Radio Engineering. 2021. Vol. 85. No. 8. Pp. 80-90.

2. Бузов А.Л. Современные тенденции развития антенной техники ДКМВ радиосвязи // Антенны. 2007. №10 (125). С.44-50.2. Buzov A.L. Modern trends in the development of antenna technology for long-range radio communications // Antennas. 2007. No. 10 (125). P. 44-50.

3. Бузов А.Л., Нещерет A.M. Перспективы использования метаматериалов в подземных КВ-антеннах Сборник: II Научный форум телекоммуникации: теория и технологии ТТТ-2017. Физика и технические приложения волновых процессов ФиТПВП-2017. Материалы XV Международной научно-технической конференции. Под редакцией О.И. Антипова. 2017. С.62-64.3. Buzov A.L., Neshcheret A.M. Prospects for the use of metamaterials in underground HF antennas Collection: II Scientific Forum of Telecommunications: Theory and Technology TTT-2017. Physics and Technical Applications of Wave Processes FiTPVP-2017. Proceedings of the XV International Scientific and Technical Conference. Edited by O.I. Antipov. 2017. P.62-64.

4. Masoud Ahmadi. Low-profile microstrip end-fire antennas based on metamaterial substrates. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of master of applied science. The college of graduate studies (Electrical Engineering) The university of British Columbia (Okanagan) January, 2018.4. Masoud Ahmadi. Low-profile microstrip end-fire antennas based on metamaterial substrates. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of master of applied science. The college of graduate studies (Electrical Engineering) The university of British Columbia (Okanagan) January, 2018.

5. Сазонов Д.M. Антенны и устройства СВЧ: Учеб, для радиотехнич. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1988. - 432 с.: ил.5. Sazonov D.M. Antennas and microwave devices: Textbook for radio engineering special. universities. - M.: Higher. school, 1988. - 432 p.: ill.

Claims (2)

1. Подземная патч-антенна метровых волн, содержащая подстилающую поверхность в виде квадратной металлической подложки, на которой расположен диэлектрический материал в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием, образующий первый изоляционный слой, при этом на ней размещены четыре квадратных металлических листа, равно ориентированных по углам первого изоляционного слоя, являющихся верхними обкладками открытых резонаторов, центры которых соединены металлическими вертикальными перемычками с металлической подложкой через отверстия в первом изоляционном слое, на упомянутых металлических листах расположен второй изоляционный слой диэлектрического материала в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием, ориентированный по вертикальной оси симметрии антенны, при этом на нем установлен квадратный металлический лист - патч, отличающаяся тем, что к его нижней поверхности подсоединены два металлических стержня в точках, равноудаленных от его центра, расположенных ортогонально на двух осях симметрии горизонтальной плоскости в отверстиях двух изоляционных слоев, причем габаритные размеры второго изоляционного слоя и упомянутого квадратного металлического листа - патча выполнены меньше аналогичных габаритных размеров первого изоляционного слоя и первого металлического листа, при этом упомянутые элементы установлены в антенне по типу пирамиды.1. An underground meter wave patch antenna comprising an underlying surface in the form of a square metal substrate on which a dielectric material in the form of a rectangular parallelepiped with a square base is located, forming a first insulating layer, while four square metal sheets are placed on it, equally oriented at the corners of the first insulating layer, which are the upper plates of open resonators, the centers of which are connected by metal vertical jumpers to the metal substrate through openings in the first insulating layer, on said metal sheets a second insulating layer of dielectric material in the form of a rectangular parallelepiped with a square base, oriented along the vertical axis of symmetry of the antenna, while a square metal sheet - a patch is installed on it, characterized in that two metal rods are connected to its lower surface at points equidistant from its center, located orthogonally on two axes of symmetry of the horizontal plane in the openings of the two insulating layers, wherein the overall dimensions of the second insulating layer and the said square metal sheet - patch are made smaller than the similar overall dimensions of the first insulating layer and the first metal sheet, wherein the said elements are installed in the antenna in a pyramidal pattern. 2. Подземная патч-антенна метровых волн по п. 1, отличающаяся тем, что два металлических стержня, расположенных ортогонально на двух осях симметрии горизонтальной плоскости в точках, равноудаленных от вертикальной оси симметрии, подсоединены к металлическому листу - патчу.2. An underground patch antenna for meter waves according to paragraph 1, characterized in that two metal rods, located orthogonally on two axes of symmetry of the horizontal plane at points equidistant from the vertical axis of symmetry, are connected to a metal sheet - a patch.
RU2023130495A 2023-11-21 Underground patch antenna of meter waves RU2828189C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2828189C1 true RU2828189C1 (en) 2024-10-07

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5124733A (en) * 1989-04-28 1992-06-23 Saitama University, Department Of Engineering Stacked microstrip antenna
RU2400877C1 (en) * 2009-10-12 2010-09-27 Открытое акционерное общество "Московское конструкторское бюро "Компас" Printed antenna
US20120200470A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-09 Henry Cooper Corrugated Horn Antenna with Enhanced Frequency Range
WO2012171041A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Xiao Hui Yang Multiple layer dielectric panel directional antenna
RU2583334C2 (en) * 2014-09-16 2016-05-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" (АО "НИИЭМ") Method of creating microstrip antennae of metre range and device therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5124733A (en) * 1989-04-28 1992-06-23 Saitama University, Department Of Engineering Stacked microstrip antenna
RU2400877C1 (en) * 2009-10-12 2010-09-27 Открытое акционерное общество "Московское конструкторское бюро "Компас" Printed antenna
US20120200470A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-09 Henry Cooper Corrugated Horn Antenna with Enhanced Frequency Range
WO2012171041A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Xiao Hui Yang Multiple layer dielectric panel directional antenna
RU2583334C2 (en) * 2014-09-16 2016-05-10 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" (АО "НИИЭМ") Method of creating microstrip antennae of metre range and device therefor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Иванов А.В., Николаев В.И., Пастернак Ю.Г., Пендюрин В.А. Подземная антенна метровых волн на основе патч-структуры с метаматериальной подложкой//Радиотехника. 2021, т.85, N8, с.80-90. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. A novel TEM waveguide using uniplanar compact photonic-bandgap (UC-PBG) structure
US6075485A (en) Reduced weight artificial dielectric antennas and method for providing the same
US6567048B2 (en) Reduced weight artificial dielectric antennas and method for providing the same
US6518930B2 (en) Low-profile cavity-backed slot antenna using a uniplanar compact photonic band-gap substrate
US20090140946A1 (en) Efficient metamaterial-inspired electrically-small antenna
CN113454848A (en) Antenna array based on one or more metamaterial structures
Anwar et al. Miniaturised frequency selective surface based on fractal arrays with square slots for enhanced bandwidth
Pirhadi et al. Using electromagnetic bandgap superstrate to enhance the bandwidth of probe-fed microstrip antenna
JP2011041100A (en) Microwave resonator device, method of adjusting the same, and antenna device using the same
WO2019213784A1 (en) Applications of metamaterial electromagnetic bandgap structures
Wu et al. Equivalent-circuit analysis and lowpass filter design of split-ring resonator DGS
Hussein et al. A miniaturized low-profile multilayer frequency-selective surface insensitive to surrounding dielectric materials
Ali et al. Ultra-wideband hybrid magneto-electric dielectric-resonator dipole antenna fed by a printed RGW for millimeter-wave applications
US10193233B1 (en) Linearly polarized active artificial magnetic conductor
Laabadli et al. Miniaturized metamaterial antenna for 2.45 GHz services
RU2828189C1 (en) Underground patch antenna of meter waves
Khouser et al. Gain Enhancement in Microstrip Patch Antenna With High Negative Refractive Index 3D-Metamaterial Inspired Superstrate for Wireless Applications
Ishiyama et al. Unit cell block including dielectric cube wrapped with metallic wire mesh for 3-D isotropic CRLH metamaterials
Ling et al. A microstrip printed dipole antenna with UC-EBG ground for RCS reduction
Aldrigo et al. Tunable microwave dual-band patch antenna through integration of metamaterials and nanoscale ferroelectrics
Ghaloua et al. A miniature microstrip antenna array using circular shaped dumbbell for ISM band applications
Jegan Multi band microstrip patch antenna for satellite communication
Yang et al. Reducing cross-talk between two patch antennas using integrated electric metamaterials
Halim et al. Design and simulation of microstrip antenna using composite right/left handed transmission line (CRLH-TL) technique for LTE and radar applications
Rochkari et al. Low Profile High Gain Wideband Stacked MSA Array for 5G, WLAN and C-Band Applications.