Полосковая антенна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 Н 0101/3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 О 0"Центральное конструкторское бюро" Министерства связи СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1570600, кл. Н 01 0 1/38, 1988,(57) Использование: приемная и передающая аппаратура в системах радиосвязи разИзобретение относится к антенной технике диапазона СВЧ и может использоваться в качестве приемной или передающей антенны,Известна плоская антенна, содержащая металлическое основание, слой диэлектрика и Й полосковых металлических линий, имеющих в плане форму меандра,.Недостатками этой антенны являются высокий уровень кроссполяризации и потери в узких микрополосковых линиях,Известна полосковая антенна, имеющая металлическое основание, слой диэлектрика и й параллельно расположенных на нем с периодом б = 0,5 - 1,5 А симметричных относительно продольной оси полосковых металлических линий, ширина которых меняется с периодом Т по специальному закону. Возбуждение электромагнитной энергией металлических полосковых линий осуществляется с помощью схемы питания в виде неоднородной несимметричной полосковой линии. Излучающий элемент этой, ЯО 1730697 А 1 личного назначения, в том числе спутниковом телевидении, Сущность изобретения: в полосковой антенне, содержащей по крайней мере две полосковых излучающих линии на одной диэлектрической подложке, вместо полоскового возбудителя используется волноводно-рупорный возбудитель, связанный с полосковыми излучающими линиями поперечной щелью, обеспечивающей эффективное возбуждение всех полосковых излучающих линий, Благодаря этому достигается более равномерное распределение тока в антенне, повышение КИП и коэффициента усиления, уменьшение потерь, 2 ил. антенны имеет высокий коэффициентусиления. Недостатком этой антенны является то, что при увеличении числа металлических по- лосков наступает ограничение коэффициента усиления антенны из-за потерь в полосковых линиях питания,Цель изобретения - повышение коэффициента усиления антенны.Поставленная цель достигается тем, что в полосковой антенне, содержащей й (где К2) излучающих полосковых линий, расположенных симметрично продольной оси полосковой антенны на одной стороне диэ.лектрической подложки, на другой стороне которой размещен проводящий экран, и возбудитель, в проводящем экране вдоль его оси симметрии, перпендикулярной продольной оси, выполнена щель шириной (0,1 - 0,2) Л, где Л - рабочая длина волны, а возбудитель выполнен в виде рупора, образованного первой металлической пластиной, установленной параллельно проводящему экрану, плавным переходомХ 2 = 4 У,5 10 15 длиной Р= 1 - 1,5) Л, соединяющим первую кромку первой металлической пластины, параллельную одной кромке щели, с одной кромкой щели, и второй металлической пластиной, перпендикулярной первой металлической пластине и соединяющей ее вторую кромку, которая имеет форму параболы, с проводящим экраном, при этом горловина рупора присоединена к прямоугольному волноводу, продольная ось которого проходит через точку пересечения продольной оси полосковой антенны с параболой, а его высота равна расстоянию между проводящим экраном и первой металлической пластиной. На фиг, 1 схематически изображена антенна; на фиг, 2 - то же, вид сверху.Антенна содержит проводящий экран, состоящий из двух равных частей 1 и 2, разделенных поперечной щелью 3 шириной 0,2 - 0,3 Л, слой диэлектрика 4 высотой Н с расположенными на нем металлическими (проводящими) полосковыми линиями 5, ширина которых изменяется по определенному (заданному) закону. Высота й и закон изменения ширины полосковых линий определяются известными методами. Под частью 1 проводящего экрана параллельно ему на расстоянии Н установлена первая металлическая пластина 6, при этом ее ближняя к щели 3 поперечная сторона 7 соединена с второй частью 2 проводящего экрана посредством наклонного плавного перехода 8 длиной, равной 1 - 1,5 Л, Другая поперечная сторона 9 первой металлической пластины 6 имеет форму кривой, изменяющейся по параболическому закону, и вместе с двумя продольными сторонами 10 и 11 соединена с первой частью 1 проводящего экрана посредством закорачивающей второй металлической пластины 12, образуя плоский возбудитель, имеющий форму рупора, который переходит в расположенный под углом к продольной оси проводящего экрана 1 и 2 стандартный прямоугольный волновод 13 высотой Н, снабженный фланцем 14 для подключения антенны. Продольная ось стандартного прямоугольного волновода 13 проходит через точку пересечения продольной оси проводящего основания 1 и 2 и параболической кривой поперечной стороны 9 первой металлической пластины 6. Кривизна стороны 9 и закорачивающей металлической пластины 12 определяется расчетным путем в соответствии с требуемым фазовым распределением в поперечном растворе плоского волновода. Так, для антенны нормального излуче 20 25 30 35 40 45 50 55 ния кривизна закорачивающей пластиныизменяется по формуле где Х и Е - текущие координаты точек кривой по осям Х и 2, а 1 - фокусное расстояние, которое определяется диаграммой направленности открытого конца стандартного прямоугольного водновода, шириной антенны и поперечным амплитудным распределением и расчитывается известными методами, Достижение требуемой ширины антенны обеспечивается выбором соответствующего фокусного расстояния 1.Концы полосковых металлических линий 5 могут быть гальванически соединены с металлическими закорачивающими пластинами 15, установленными перпендикулярно металлическому основанию 1 и 2 и обеспечивающими за счет отражения более равномерное распределение тока в антенне, За счет этого достигается дополнительное увеличение КИПа и коэффициента усиления.Антенна работает следующим образом.Высокочастотный сигнал поступает в стандартный прямоугольный волновод 13 через фланцевое соединение 14 и после излучения его открытым концом распространяется в плоском рупоре, образованном частью 1 проводящего экрана, первой металлической пластиной 6 и закорачивающей второй металлической пластиной 12, Пере- отраженный от последней электромагнитный сигнал доходит до щели 3 и возбуждает электрический ток в полосковых металлических линиях 5, размещенных над проводящим экраном 1 и 2 на высоте и.Коэффициент усиления повышается в предлагаемой антенне по сравнению с известной за счет того, что в последней возникают потери в полосковых питающих элементах и, кроме того, при каждом делении на 2 подводимой энергии возникают дополнительные потери порядка 0,3 дБ, при превышении количества элементов 32 шт, рост коэффициента усиления практически прекращается, В предлагаемой антенне потери не зависят от количества излучающих элементов, определяются только потерями в плоском волноводе и составляют весьма малую величину,В качестве примера реализации могут быть приведены конструктивные параметры макета плоской антенны, расчитанные по приведенным формулам,Высота подвеса й полосковых металлических линий над основанием составляет 0,25 Л, Ширина полоска меняется от 0,88 Л до0,5 А. Длина антенны 16 Л, ширина 11 Аобщая высота антенны 1,51 Формула изобретения Полосковая антенна, содержащая й (где й 2) излучающих полосковых линий, расположенных симметрично продольной оси полосковой антенны на одной стороне диэлектрической подложки. на другой Стороне которой размещен проводящий экран, и возбудитель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения коэффициента усиления, в проводящем экране, вдоль его "оси симметрии, перпендикулярной продольной оси, выполнена щель шириной (0,1 - 0,2) А где А- рабочая длина волны, а возбудитель выполнен в виде рупора, образованного первой металлической пластиной, установ ленной параллельно проводящему экрану, плавным переходом длиной 1 = (1 - 1,5) А, соединяющим первую кромку первой ме таллической пластины, параллельную однойкромке щели, с одной кромкой щели, и второй металлической пластиной, перпендикулярной первой металлической пластине и соединяющей ее вторую кромку, которая 10 имеет форму параболы, с проводящим экраном, при этом горловина рупора присоединена к прямоугольному волноводу, продольная ось которого проходит через точку пересечения продольной оси полоско вой антенны с параболой, а его высота равна расстоянию между проводящим экраном и первой металлической пластиной.Составитель А.федотоТехред М,Моргентал Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5