МАЛОГАБАРИТНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ КОМБИНИРОВАННОГО ТИПА

Заявленная полезная модель относится к антенной технике, а именно к широкополосным антеннам, и может применяться в качестве передающей или приемной антенны в системах радиосвязи, радиолокации и радиовидения.
Полезная модель может использоваться как самостоятельная антенна и как элемент фазированной или тактированной антенной решетки на частотах 0,6-2.0 ГГц. Обычно в системах радиовидения используются рупорные антенны. Главным недостатками таких излучателей являются большие габариты и малый сектор обслуживания.
Известна планарная малогабаритная антенна (патент РФ 150632, H01Q 9/00, опубл. 20.02.2015 г.), предназначенная для использования в качестве встроенной приемно-передающей антенны мобильных и стационарных устройств, в частности, использующих стандарт GSM 900/1800 в диапазонах частот 872-960/1710-1885 МГц. Использование антенны позволяет значительно повысить уровень передаваемого и принимаемого сигнала и соответственно увеличить скорость приема-передачи данных, а также улучшить качество связи. Основной технической задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является создание планарной малогабаритной антенны, обладающей равномерной в пределах полупространства диаграммой направленности (ДН).
Недостатком является неравномерность частотной характеристики и почти круговая ДН.
Известна широкополосная плоская антенна (патент РФ 2272340, H01Q 9/00, опубл. 20.03.2006 г.). Технический результат - уменьшение габаритов антенны. Для этого в антенне, содержащей два плеча П1 и П2, выполненных в виде меандровой структуры, состоящей из вертикальных элементов, соединенных горизонтальными проводниками, плечи П1 и П2 размещают по обеим сторонам диэлектрического основания так, что в его плоскости вокруг продольной оси одно плечо довернуто относительно другого на 180 градусов, при этом i-ый вертикальный элемент первого плеча образует с i-ым вертикальным элементом второго плеча синфазно излучающую пару, а соседние пары плеч включены противофазно.
Недостатком является большие поперечные размеры и круговая ДН.
Известна конструкция комбинированной антенны, принятой за прототип (Е.В. Балзовский, Ю.И. Буянов, С.Э. Шипилов «Плоская сверхширокополосная антенна для системы радиовидения»/Известия высших учебных заведений. Физика. 2014. Т.57. Номер 9-2. С.102-106). Антенна представляет собой пластину одностороннего фольгированного диэлектрика размером 50×40×1 мм, на которой печатным способом выполнен изогнутый монополь с противовесом. Свободный от металла участок платы  является излучателем магнитного типа. Необходимые амплитудно-фазовые соотношения для возбуждения излучателей обоих типов задаются размерами монополя, магнитного излучателя, шириной щели между концом изогнутого монополя и противовесом и формой неоднородной щелевой линии. Антенна закреплена в уголковом рефлекторе, выполненном из  алюминиевого уголка сечением 50×50 мм. Противовес имеет гальванический контакт с рефлектором. Место возбуждения антенны обозначено точкой. Этот вариант антенны предназначен для маломощных источников в режиме передачи т.к. ширина начального участка щелевой линии  составляет доли миллиметра. Недостатком прототипа является сложность конструкции и большие поперечные размеры, достигающие 0.15 максимальной длины волны.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в уменьшении поперечных размеров при сохранении полосы согласования.  Поставленная задача решается тем, сверхширокополосная антенна содержит нанесенные на лицевую сторону диэлектрической пластины прямоугольной формы металлические монополь и противовес, и рефлектор, выполненный в виде тонкой металлической полосы, изогнутой по периметру диэлектрической пластины.  Свободный от  металла участок диэлектрической пластины между монополем и рефлектором образует щель, которая является излучателем магнитного типа. Диэлектрическая пластина выполнена в форме прямоугольника с соотношением сторон приблизительно один к четырем. Ширина диэлектрической пластины  примерно в два раза больше ширины первой пластины металлического монополя.
Монополь является излучателем электрического типа и состоит из двух прямоугольных металлических пластин одинаковой длины, имеющих между собой гальванический контакт вдоль средней линии второй пластины: первая пластина нанесена на диэлектрик и ее длинная сторона совмещена с передней кромкой диэлектрической пластины, вторая пластина ориентирована перпендикулярно первой и при этом относится к боковым сторонам как 32-30. Нижняя сторона первой пластины монополя через отрезок копланарной линии соединена коаксиальным разъемом, который установлен на нижней стороне противовеса и является выходом антенны.
Настоящая полезная модель удовлетворяет следующим требованиям: поперечные размеры не превышают 0,06 максимальной рабочей длины волны, длина антенны не превышает 0,3 максимальной рабочей длины волны, входной импеданс 50 Ом при КСВН > 2, ширина ДН не менее 120º, полоса пропускания не менее октавы.
Конструкция полезной модели поясняется рисунком, представленным на фиг.1.
На фиг. 2 изображен КСВН сверхширокополосной антенны.
На фиг. 3 изображена ДН на средней частоте.
Заявляемая полезная модель представляет собой комбинацию излучателей электрического и магнитного типов, имеющих общий вход. Полезная модель  содержит диэлектрическую пластину 1, металлические монополь 2 и противовес 3, рефлектор 4 и отрезок копланарной линии 5, соединяющий монополь с коаксиальным разъемом 6, являющимся выходом антенны. Монополь состоит из двух взаимно перпендикулярных друг другу прямоугольных металлических пластин одинаковой длины, имеющих между собой гальванический контакт: первая пластина нанесена на диэлектрик и ее длинная сторона совмещена с передней кромкой диэлектрической пластины, вторая пластина ориентирована перпендикулярно первой. Между верхней стороной противовеса и нижней стороной первой пластины монополя, а также между верхней стороной первой пластины монополя и верхней кромкой диэлектрической пластины оставлены свободные от металла участки поверхности, при этом в металлический противовес дополнительно введен отрезок компланарной линии, начало которой соединено с нижним задним углом первой пластины монополя.
Антенна работает следующим образом:
Копланарная линии 5 на нижней кромке монополя возбуждает электрический ток Ie, который создает электромагнитное поле, такое же, как вертикальный диполь (излучатель электрического типа). Линия, пересекающая промежуток между монополем и противовесом возбуждает щель межу рефлектором и монополем, которую можно считать излучателем магнитного тока Im (излучатель магнитного типа). Изменяя амплитудно-фазовые соотношения между токами Ie и Im путем изменения ширины монополя, ширины щели и волнового сопротивления копланарной линии, можно в достаточно широких пределах изменять форму диаграммы направленности и частотную зависимость входного импеданса антенны.
Заявленная полезная модель может использоваться в системе радиовидения для обнаружения людей за диэлектрическими преградами.