[go: up one dir, main page]

RU188741U1 - Microstrip antenna with circular polarization - Google Patents

Microstrip antenna with circular polarization Download PDF

Info

Publication number
RU188741U1
RU188741U1 RU2018143827U RU2018143827U RU188741U1 RU 188741 U1 RU188741 U1 RU 188741U1 RU 2018143827 U RU2018143827 U RU 2018143827U RU 2018143827 U RU2018143827 U RU 2018143827U RU 188741 U1 RU188741 U1 RU 188741U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
circular polarization
substrates
microstrip antenna
radio
Prior art date
Application number
RU2018143827U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Александрович Летавин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2018143827U priority Critical patent/RU188741U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU188741U1 publication Critical patent/RU188741U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в радиолокации, радионавигации, связи, антенных системах и радиоизмерениях, как самостоятельная антенна, так и в качестве базового излучающего элемента в печатных фазированных антенных решетках. Антенна содержит диэлектрическую подложку, щель, излучатель и линию питания, размещенную на ней. При этом дополнительно введены три диэлектрических подложки, на которых расположены идентичные по форме дипольные излучатели, линии питания и щели. Причем все подложки ориентированы взаимно перпендикулярно между собой и совмещены одной боковой стенкой друг с другом. Технический результат заключается в возможности получения круговой поляризации. 4 ил.The invention relates to radio engineering and can be used in radiolocation, radio navigation, communications, antenna systems and radio measurements, as an independent antenna, and as a basic radiating element in printed phased antenna arrays. The antenna contains a dielectric substrate, a slit, a radiator and a power line placed on it. In addition, three dielectric substrates were added, on which dipole emitters of identical form, supply lines and slots are located. Moreover, all the substrates are oriented mutually perpendicular to each other and are aligned with one side wall with each other. The technical result consists in the possibility of obtaining circular polarization. 4 il.

Description

Предлагаемая микрополосковая антенна с круговой поляризацией относится к радиотехнике и может быть использована в радиолокации, радионавигации, связи, антенных системах и радиоизмерениях, как самостоятельная антенна, так и в качестве базового излучающего элемента в печатных фазированных антенных решетках.The proposed microstrip antenna with circular polarization relates to radio engineering and can be used in radiolocation, radio navigation, communications, antenna systems and radio measurements, both as an independent antenna, and as a basic radiating element in printed phased antenna arrays.

Известна сверхширокополосная антенна круговой поляризации (Патент №2206160. «Сверхширокополосная антенна круговой поляризации». МПК H01Q 21/24), которая формирует поле излучения круговой поляризации в сверхширокой полосе частот. Недостатком данной антенны является формирование поля круговой поляризации в малом секторе угловых направлений.Known ultra wideband antenna of circular polarization (Patent No. 2206160. "Ultra wideband antenna of circular polarization". IPC H01Q 21/24), which forms a field of radiation of circular polarization in the ultra-wide frequency band. The disadvantage of this antenna is the formation of a field of circular polarization in a small sector of angular directions.

Известна двухдиапазонная микрополосковая антенна с круговой поляризацией, содержащая металлический экран, два излучающих элемента в виде квадратных металлических пластин, расположенных одна над другой параллельно металлическому экрану и разделенных диэлектрическими подложками, и коаксиальную линию передачи (коаксиальный фидер) с двумя точками возбуждения [авторское свидетельство СССР №1771016, МПК H01Q 1/38, опубл. 23.10.1992]. Для увеличения ширины полосы рабочих частот и сектора сканирования по коэффициенту эллиптичности пластины имеют неоднородности в виде щелей, прорезанных с углов пластин по диагонали и неоднородности в виде выступов, предназначенных для подстройки рабочих частот. Однако выполнение неоднородностей в пластинах данной антенны усложняет ее изготовление.Known dual-band microstrip antenna with circular polarization, containing a metal screen, two radiating elements in the form of square metal plates arranged one above the other parallel to the metal screen and separated by dielectric substrates, and a coaxial transmission line (coaxial feeder) with two excitation points [USSR USSR Certificate No. 1771016, IPC H01Q 1/38, publ. 10/23/1992]. To increase the bandwidth of the working frequencies and the scanning sector, according to the ellipticity factor, the plates have discontinuities in the form of slots cut from the corners of the plates along the diagonal and discontinuities in the form of protrusions designed to adjust the operating frequencies. However, the implementation of irregularities in the plates of this antenna complicates its manufacture.

Наиболее близкой к предложенной антенне является микрополосковая дипольная антенна, плечи диполя которой выполнены на одной стороне, а запитывающий элемент в виде полоска выполнен на другой стороне (Патент CLLJA N 3845490, кл. 343-821, 1974). Однако известная антенна не может работать с круговой поляризацией, что особенно важно в антенных системах метеолокаторов для сопровождения аэрологических радиозондов (АРЗ) и метеорологических ракет.Closest to the proposed antenna is a microstrip dipole antenna, the shoulders of a dipole are made on one side, and the feeding element in the form of a strip is made on the other side (Patent CLLJA N 3845490, cl. 343-821, 1974). However, the known antenna cannot work with circular polarization, which is especially important in antenna systems of meteorological radars for tracking upper-air radiosondes (ARZ) and meteorological rockets.

Полезная модель направлена на получение круговой поляризации у микрополосковой антенны. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой антенны с круговой поляризацией.The utility model is aimed at obtaining circular polarization at the microstrip antenna. The technical result is the creation of a compact microstrip antenna with circular polarization.

Технический результат достигается за счет того, что к заявляемой микрополосковой антенне с круговой поляризацией добавляются идентичные антенны и таким образом, она будет состоять из четырех идентичных дипольных излучателей совмещенных ортогонально друг другу одной боковой стенкой. Питание к излучателям можно подавать как отдельно на каждый с помощью коаксиального кабеля или СВЧ-разъемов, либо с помощью делителя мощности. Вход делителя сигналов является входом антенны.The technical result is achieved due to the fact that identical antennas are added to the inventive microstrip antenna with circular polarization and thus it will consist of four identical dipole emitters aligned orthogonal to each other by one side wall. Power to the radiators can be supplied separately for each using coaxial cable or microwave connectors, or using a power divider. The signal divider input is the antenna input.

Микрополосковая антенна с круговой поляризацией, содержащая диэлектрическую подложку, щель, излучатель и линию питания, размещенную на ней, отличающаяся тем что, дополнительно введены три диэлектрических подложки, на которых расположены идентичные по форме, дипольные излучатели, линии питания и щели, при этом все подложки ориентированы взаимно перпендикулярно между собой и совмещены одной боковой стенкой друг с другом.Microstrip antenna with circular polarization, containing a dielectric substrate, a slit, an emitter and a power line placed on it, characterized in that three dielectric substrates are additionally introduced, on which are located, dipole emitters, power lines and slots of identical shape, all of which are oriented mutually perpendicular to each other and aligned with one side wall with each other.

Сущность изобретения поясняется фигурами, на которых изображено:The invention is illustrated by the figures, which depict:

на фиг. 1 - предпочтительный вариант топологии предлагаемой микрополосковой антенны с круговой поляризацией, реализованной на диэлектрической подложке с относительной диэлектрической проницаемостью равной 4.4 и толщиной 1 мм; где 1, 2, 3, 4- входы антенн, 5, 6, 7, 8 - микрополосковые резонаторы, 9, 10, 11, 12 - линии питания;in fig. 1 - the preferred topology of the proposed microstrip antenna with circular polarization, implemented on a dielectric substrate with a relative dielectric constant of 4.4 and a thickness of 1 mm; where 1, 2, 3, 4 are antenna inputs, 5, 6, 7, 8 are microstrip resonators, 9, 10, 11, 12 are power lines;

на фиг. 2 - график зависимости КСВ от частоты;in fig. 2 is a graph of the CWS versus frequency;

на фиг. 3 - график зависимости коэффициента усиления от частоты, выраженных в децибелах;in fig. 3 is a graph of the gain versus frequency, expressed in decibels;

на фиг. 4 - график диаграммы направленности на центральной частоте (2100 МГц).in fig. 4 is a graph of the radiation pattern at the center frequency (2100 MHz).

Микрополосковая дипольная антенна круговой поляризации имеет один 50-омный вход, делитель мощности на четыре выхода, 4 излучателя с излучателями, линией питания и щелью. Количество излучателей может быть 2N, где N - целое число больше единицы.The microstrip dipole antenna of circular polarization has one 50-ohm input, a power divider for four outputs, 4 emitters with radiators, a power line and a slit. The number of emitters can be 2 N , where N is an integer greater than one.

Входной сигнал делится в делителе сигналов на четыре сигнала поровну и без отражения. Сигнал с первого выхода попадает на вход первого дипольного излучателя 1, который излучает его в свободное пространство. На второй, третий и четвертый дипольные излучатели 2, 3, 4 сигналы попадают со второго, третьего и четвертого выхода делителя сигналов, соответственно. При таком расположении два излучателя излучают в пространство сигнал линейной поляризации, вторые два повернутые относительно первых на угол 90 градусов, также излучают линейную поляризацию. Однако за счет того, что излучатели повернуты на 90 градусов относительно первой пары, суммарно получается поле круговой поляризации. Вся полученная конструкция может быть помещена в радиопрозрачный корпус. Также внизу можно оставить зазор необходимой ширины для подключения питания. Необходимо обеспечивать отсутствие контактов электропроводящих элементов у всех дипольных антенн, что позволит избежать искажения частотных характеристик всей антенны.The input signal is divided in the signal divider into four signals equally and without reflection. The signal from the first output enters the input of the first dipole emitter 1, which emits it in free space. The second, third and fourth dipole emitters 2, 3, 4 signals fall from the second, third and fourth output of the signal divider, respectively. With this arrangement, the two emitters emit a linear polarization signal into space, the second two rotated relative to the first ones at an angle of 90 degrees, also emit a linear polarization. However, due to the fact that the radiators are rotated by 90 degrees relative to the first pair, the field of circular polarization is obtained in total. All the resulting construction can be placed in a radio transparent case. Also at the bottom you can leave a gap of the required width for the power connection. It is necessary to ensure the absence of contacts of electrically conductive elements in all dipole antennas, thus avoiding distortion of the frequency characteristics of the entire antenna.

В результате электромагнитного моделирования микрополосковой антенны с круговой поляризацией, удалось получить сигнал в свободном пространстве (дальней зоне). Полученные в результате электромагнитного моделирования антенны данные, подтвердили получение круговой поляризации.As a result of electromagnetic modeling of a microstrip antenna with circular polarization, it was possible to receive a signal in free space (far field). The data obtained as a result of electromagnetic modeling of the antenna, confirmed the receipt of circular polarization.

Для заявляемой антенны коэффициент эллиптичности, вычисленный указанным выше способом, оказался равным 0.84, что позволяет сделать вывод, что рассматриваемая антенна имеет возможность передавать и принимать сигнал с круговой поляризацией.For the inventive antenna, the ellipticity coefficient calculated by the above method turned out to be equal to 0.84, which allows to conclude that the antenna in question has the ability to transmit and receive a signal with circular polarization.

Также были получены следующие технические характеристики:The following specifications were also obtained:

полоса рабочих частот 67%, по уровню КСВ=2, в соответствии с данными на фиг. 2;The operating frequency band is 67%, in terms of the CWS = 2, in accordance with the data in FIG. 2;

коэффициент усиления в полосе частот не ниже 5 дБ, в соответствии с данными на фиг. 3.the gain in the frequency band is not lower than 5 dB, in accordance with the data in FIG. 3

Claims (1)

Микрополосковая антенна с круговой поляризацией, содержащая диэлектрическую подложку, щель, излучатель и линию питания, размещенную на ней, отличающаяся тем, что дополнительно введены три диэлектрические подложки, на которых расположены идентичные по форме дипольные излучатели, линии питания и щели, при этом все подложки ориентированы взаимно перпендикулярно между собой и совмещены одной боковой стенкой друг с другом. Microstrip antenna with circular polarization, containing a dielectric substrate, a slit, an emitter and a power line placed on it, characterized in that three dielectric substrates are additionally introduced, on which dipole emitters of identical form, power lines and slots are located, all substrates are oriented mutually perpendicular to each other and aligned with one side wall with each other.
RU2018143827U 2018-12-11 2018-12-11 Microstrip antenna with circular polarization RU188741U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143827U RU188741U1 (en) 2018-12-11 2018-12-11 Microstrip antenna with circular polarization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143827U RU188741U1 (en) 2018-12-11 2018-12-11 Microstrip antenna with circular polarization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU188741U1 true RU188741U1 (en) 2019-04-23

Family

ID=66315028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143827U RU188741U1 (en) 2018-12-11 2018-12-11 Microstrip antenna with circular polarization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU188741U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6844851B2 (en) * 2002-05-27 2005-01-18 Samsung Thales Co., Ltd. Planar antenna having linear and circular polarization
US20110169710A1 (en) * 2008-02-05 2011-07-14 Smartant Telecom Co., Ltd. Cross-polarized antenna
CN202084636U (en) * 2011-05-30 2011-12-21 中电科技扬州宝军电子科技有限公司 A wide-beam dual-frequency circularly polarized antenna
US9397404B1 (en) * 2014-05-02 2016-07-19 First Rf Corporation Crossed-dipole antenna array structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6844851B2 (en) * 2002-05-27 2005-01-18 Samsung Thales Co., Ltd. Planar antenna having linear and circular polarization
US20110169710A1 (en) * 2008-02-05 2011-07-14 Smartant Telecom Co., Ltd. Cross-polarized antenna
CN202084636U (en) * 2011-05-30 2011-12-21 中电科技扬州宝军电子科技有限公司 A wide-beam dual-frequency circularly polarized antenna
US9397404B1 (en) * 2014-05-02 2016-07-19 First Rf Corporation Crossed-dipole antenna array structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahmed et al. A printed monopole antenna with two steps and a circular slot for UWB applications
CN111370862A (en) Single-port broadband dual-circular polarization dual-directional beam microstrip array antenna
GB2542799A (en) Patch antenna
CN110649383A (en) A Broadband Dual Circularly Polarized Antenna Based on Dielectric Resonator Loading
CN113540810A (en) Microstrip slot coupling super-surface antenna with open rectangular ring loaded
CN110943290B (en) Broadband Microstrip Antenna Feeded by Coplanar Waveguide for Underground Communication
Ginting et al. Proximity-coupled L-band patch array antenna fed by binomial power distribution
KR20140139310A (en) multi-band circular polarization hexagonal slot microstrip antenna using multiful L-shaped slit
RU191904U1 (en) Broadband Microstrip Dipole Antenna
RU188741U1 (en) Microstrip antenna with circular polarization
CN210296621U (en) A single-feed dual circularly polarized microstrip antenna
Pardhan Design of Extended Circular Patch with Rectangular Stub and Circular Slit Used For Ultra Wide Band Application (X-Band)
Rifat et al. 1× 4 patch array antenna for 28GHz 5G millimeter-wave communication
CN102237569A (en) Highly-oriented dual-beam scanning millimeter wave panel antenna
RU2444098C1 (en) ULTRABROADBAND RADIATOR FOR PHASED ANTENNA ARRAY OF 8,5-12,5 GHz FREQUENCY RANGE
Sahu et al. 4× 4 rectangular patch array antenna for bore sight application of conical scan S-band tracking radar
Milijic et al. High-gain slot antenna arrays for 5G and radar applications
Ali et al. A microstrip patch antenna with aperture coupler technique at 5.8 GHz
Churkin et al. Microstrip patch antenna arrays with fan-shaped 90 and 45-degree wide radiation patterns for 28 GHz MIMO applications
CN114883773A (en) Antenna structure, electronic equipment and wireless network system
RU103423U1 (en) ULTRABAND RADIATOR FOR PHASED ANTENNA ARRAY OF THE FREQUENCY OF THE RANGE OF 8.5-12.5 GHz
Hakem A compact dual frequency stacked patch antenna for irnss applications
KR20110112491A (en) Wideband Planar Monopole Antenna with Parabolic Edge
Xu et al. Antipodal Vivaldi antenna for phased array antenna applications
Divya et al. Design of patch antenna for ISM band applications using CST microwave studio

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190528