×
19.03.2020
220.018.0dde

МНОГОКАНАЛЬНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002716839
Дата охранного документа
17.03.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке антенных систем. Сущность изобретения состоит в том, что в известное устройство, содержащее вход, выполненный в виде микрополоскового элемента, основание, препрег, первый и второй слои диэлектрика, первый из которых прилегает непосредственно к основанию, N антенных элементов, разнесенных на расстояние, равное половине длине волны, каждый из которых включает два слоя металлизации (причем слои смещены друг относительно друга на расстояние половины длины волны в диэлектрике), первый из которых наносится на препрег и располагается между препрегом и вторым слоем диэлектрика, а второй наносится сверху на второй слой диэлектрика, отличающаяся тем, что дополнительно вводится третий слой диэлектрика, расположенный между первым слоем диэлектрика и препрегом, причем, каждый слой металлизации выполнен в форме буквы П, вход, выполненный в виде микрополоскового элемента, наносится на второй слой диэлектрика. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, - улучшение характеристик антенной решетки, в том числе получение равномерной диаграммы направленности по уровню коэффициента усиления во всей рабочей полосе частот, а также повышение разрешающей способности по дальности. Получение равномерной диаграммы направленности по уровню коэффициента усиления во всей рабочей полосе частот достигается за счет изменения формы элемента антенной решетки с Н-образного на П-образный. При использовании данного типа элемента, настройка антенной решетки значительно упрощается в связи с меньшими габаритами П-образного элемента по сравнению с Н-образным. Таким образом, в рабочей полосе частот, изменение ширины главного лепестка составляет не более 0,5 дБ. Повышение разрешающей способности по дальности достигается за счет того, что предлагаемая антенная решетка работает в диапазоне 76-81 ГГц, и достигает 2,5 раз по сравнению с антенной решеткой, выбранной в качестве прототипа. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к радиотехнике, и может быть использовано при разработке антенных систем.

Известна антенная решетка, приведенная в описании изобретения под названием «Nonreciprocal transmission line apparatus whose propagation constants in forward and backward directions are different from each other" [1].

Антенная решетка предназначена для работы в частотном диапазоне (5-7 ГГц) состоит из N антенных элементов, выполненных в виде микрополосковых линий. Включает основание, диэлектрик, два слоя металлизации (микрополосковые линии), керамические конденсаторы, Микрополосковые линии расположены друг над другом. Антенные элементы разнесены на расстояние, равное половине длине волны. В данной антенной решетке присутствуют переходные отверстия, предназначенные для заземления элементов антенной решетки.

Учитывая, что данная антенная решетка предназначена для работы в диапазоне (5-7 ГГц), недостатком данного решения является низкая предельная разрешающая способность по дальности (3 м). Кроме этого к недостаткам данной антенной решетки следует отнести наличие конденсатора, выполненного в виде физического элемента, что накладывает ограничение на габариты антенной решетки.

Наиболее близкой к заявляемому устройству, является антенная решетка, приведенная в статье K-band frequency-scanned leaky-wave antenna based on composite right/left-handed transmission lines [2]. Антенная решетка предназначена для работы в диапазоне от 20 до 30 ГГц. Антенная решетка содержит основание, N антенных элементов, разнесенных на расстояние, равное половине длине волны, каждый из которых выполнен в виде Н-образных слоев металлизации (два слоя). Также антенная решетка содержит два слоя диэлектрика и препрег.

Недостатком данной антенной решетки является неравномерность в диаграмме направленности по уровню коэффициента усиления и ширине главного лепестка, вызванная формой элемента, а также количеством диэлектрических слоев.

Учитывая, что данная антенная решетка предназначена для работы в диапазоне (20-30 ГГц), недостатком данного решения будет являться низкая разрешающая способность по дальности (около 1.5 м)

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, - улучшение характеристик антенной решетки, в том числе получение равномерной диаграммы направленности по уровню коэффициента усиления во всей рабочей полосе частот, а также повышение разрешающей способности по дальности.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в антенную решетку, содержащую: вход, выполненный в виде микрополоскового элемента, основание, препрег, первый и второй слои диэлектрика, первый из которых прилегает непосредственно к основанию, N антенных элементов, разнесенных на расстояние, равное половине длине волны, каждый из которых включает два слоя металлизации, (причем слои смещены друг относительно друга на расстояние половины длины волны в диэлектрике), первый из которых наносится на препрег и располагается между препрегом и вторым слоем диэлектрика, а второй наносится на сверху на второй слой диэлектрика, дополнительно вводится третий слой диэлектрика, расположенный между первым слоем диэлектрика и препрегом, причем, каждый слой металлизации выполнен в форме буквы П, вход, выполненный в виде микрополоскового элемента, наносится на второй слой диэлектрика.

Подробное описание устройства

Антенная решетка может быть применена в радиолокационных системах, а также в системах связи, в том числе системах связи пятого поколения для реализации технологии «Massive MIMO».

На основании антенной решетки могут также размещаться приемопередающие модули. Сигнал на вход антенной решетки поступает через копланарную линию с выхода приемо-передающего модуля. Предлагаемая антенная решетка работает в диапазоне частот 76-81 ГГц. Значения диэлектрической проницаемости первого 3, второго 6 и третьего 4 диэлектриков, используемых в предлагаемом устройстве должны находиться в диапазоне от 2.5 до 10.

Металлизация может выполняться при помощи меди, серебра, иммерсионного золота.

Толщина диэлектрика и препрега выбирается исходя из поставленной задачи. При увеличении толщины препрега и диэлектрика, угол сканирования антенной решетки также увеличится, но при этом понизится коэффициент усиления антенной решетки. Данный эффект появляется из-за дополнительных потерь, связанных с прохождением волны в среде, у которых тангенс угла диэлектрических потерь не равен 0.

Изменение толщины диэлектрика может производиться в диапазоне 0.127-1.5 мм. Изменение толщины препрега может производиться в диапазоне 0.127-0.5 мм.

Применяя подобную конфигурацию, антенная решетка может обеспечить формирование диаграммы направленности с более узкой шириной главного лепестка (1 градус, против 5 градусов у прототипа), а также с большей разрешающей способностью по дальности (в 2.5 раза относительно прототипа) за счет большей полосы в пределах отклонения главного лепестка диаграммы направленности на 1 градус.

Пример формируемой антенной решеткой диаграммы направленности приведен на фиг. 2. Из фиг. 2 видно, что диаграмма направленности, формируемая антенной решеткой равномерна во всей полосе рабочих частот.

Получение равномерной диаграммы направленности по уровню коэффициента усиления во всей рабочей полосе частот достигается за счет изменения формы элемента в антенной решетки, с Н-образного на П-образный. При использовании данного типа элемента, настройка антенной решетки значительно упрощается, в связи с меньшими габаритами П образного элемента по сравнению с Н образным. Таким образом в рабочей полосе частот, изменение ширины главного лепестка составляет не более 0,5 дБ.

Повышение разрешающей способности по дальности достигается за счет того, что предлагаемая антенная решетка работает в диапазоне 76-81 ГГц, и достигает 2,5 раз по сравнению антенной решеткой, выбранной в качестве прототипа.

Краткое описание чертежей

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1, на которой обозначено: 1 - основание, 2 - вход, 3, 6 - первый и второй слои диэлектрика, 4 - третий слой диэлектрика, 5 - препрег, 7, 8 - первый и второй слои металлизации.

На фиг. 2 показаны графики диаграммы направленности антенной системы в зависимости от частоты сигнала.

1. Ueda, Tetsuya, and Andrey Porokhnyuk. "Nonreciprocal transmission line apparatus whose propagation constants in forward and backward directions are different from each other." U.S. Patent No. 9,490,511. 8 Nov. 2016..

2. Jiang W. et al. K-band frequency-scanned leaky-wave antenna based on composite right/left-handed transmission lines // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. - 2013. - T. 12. - С. 1133-1136.

Антенная решетка, содержащая вход, выполненный в виде микрополоскового элемента, основание, препрег, первый и второй слои диэлектрика, первый из которых прилегает непосредственно к основанию, N антенных элементов, разнесенных на расстояние, равное половине длине волны, каждый из которых включает два слоя металлизации (причем слои смещены друг относительно друга на расстояние половины длины волны в диэлектрике), первый из которых наносится на препрег и располагается между препрегом и вторым слоем диэлектрика, а второй наносится сверху на второй слой диэлектрика, отличающаяся тем, что дополнительно вводится третий слой диэлектрика, расположенный между первым слоем диэлектрика и препрегом, причем каждый слой металлизации выполнен в форме буквы П, вход, выполненный в виде микрополоскового элемента, наносится на второй слой диэлектрика.
МНОГОКАНАЛЬНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА
МНОГОКАНАЛЬНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-2 из 2.
21.12.2019
№219.017.efc8

Способ получения трёхмерного изображения в радаре бокового обзора с синтезированием апертуры антенны

Изобретение относится к системам радиовидения и может быть использовано для получения трехмерного радиолокационного изображения объектов сцены при боковом обзоре с высокой разрешающей способностью как по дальности, так и по углу азимута, независимо от метеоусловий и уровня освещенности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709623
Дата охранного документа: 19.12.2019
21.12.2019
№219.017.f012

Способ получения трёхмерного изображения в радаре переднебокового обзора с синтезированием апертуры антенны

Изобретение относится к системам радиовидения и может быть использовано для получения трехмерного радиолокационного изображения объектов сцены при переднебоковом обзоре с высокой разрешающей способностью как по дальности, так и по углу азимута, независимо от метеоусловий и уровня освещенности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709484
Дата охранного документа: 18.12.2019
Показаны записи 1-8 из 8.
27.09.2013
№216.012.6f13

Способ получения перфторэтилизопропилкетона

Настоящее изобретение относится к способу получения перфторэтилизопропилкетона - вещества, пришедшего на смену хладонам и призванного снизить риски, связанные с безопасностью людей, эффективностью тушения и загрязнением окружающей среды. Способ заключается во взаимодействии окиси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494086
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2014
№216.012.f878

Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом

Способ относится к областям радиотехники и радиоизмерений и может быть использован для определения искажений, возникающих при прохождении полосовых сигналов произвольной формы через нелинейные устройства. Способ включает воздействие на объект тестовым сигналом. Затем принимают от объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529445
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.11.2014
№216.013.0550

Способ определения модуля упругости однородного покрытия

Изобретение относится к определению механических характеристик однородных покрытий, а именно к определению модуля упругости покрытий посредством вдавливания в поверхность материала цилиндрического индентора, и может быть использовано для определения модуля упругости покрытий на подложках из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532758
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.09.2015
№216.013.786f

Способ автоматического регулирования уровня выходного сигнала и система для его осуществления

Группа изобретений относится к области радиоэлектроники и системам управления и может быть использована для регулирования уровня выходного сигнала генераторов в широком частотном диапазоне. Техническим результатом является обеспечение гибкой настройки закона управления в регуляторе, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562420
Дата охранного документа: 10.09.2015
21.12.2019
№219.017.efc8

Способ получения трёхмерного изображения в радаре бокового обзора с синтезированием апертуры антенны

Изобретение относится к системам радиовидения и может быть использовано для получения трехмерного радиолокационного изображения объектов сцены при боковом обзоре с высокой разрешающей способностью как по дальности, так и по углу азимута, независимо от метеоусловий и уровня освещенности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709623
Дата охранного документа: 19.12.2019
21.12.2019
№219.017.eff1

Способ динамического изменения ширины полосы захвата в радаре непрерывного излучения с синтезированием апертуры антенны

Изобретение относится к системам радиовидения и может быть использовано для динамического изменения ширины полосы захвата по дальности в радаре с синтезированием апертуры антенны. Технический результат заключается в получении возможности адаптивного изменения ширины полосы захвата по дальности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709483
Дата охранного документа: 18.12.2019
21.12.2019
№219.017.f012

Способ получения трёхмерного изображения в радаре переднебокового обзора с синтезированием апертуры антенны

Изобретение относится к системам радиовидения и может быть использовано для получения трехмерного радиолокационного изображения объектов сцены при переднебоковом обзоре с высокой разрешающей способностью как по дальности, так и по углу азимута, независимо от метеоусловий и уровня освещенности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709484
Дата охранного документа: 18.12.2019
02.03.2020
№220.018.07c2

Антенная решетка

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке антенных систем. Устройство содержит вход, выполненный в виде микрополоскового элемента, основание, N антенных элементов, каждый из которых включает два слоя металлизации, первый и второй слои диэлектрика, препрег,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715501
Дата охранного документа: 28.02.2020
+ добавить свой РИД