КОМПАКТНАЯ МНОГОДИАПАЗОННАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ АНТЕННА КРУГОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ (ВАРИАНТЫ)
COMPACT MULTI-RANGE CIRCULARLY POLARIZED MICROSTRIP ANTENNA (VERSIONS)

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, в частности к микрополосковым антеннам, для бортовой и наземной аппаратуры спутниковой навигации.
010
Микрополосковые антенны широко применяют в приемной аппаратуре систем спутниковой навигации GPS и ГЛОНАСС. Это обусловлено как конструктивными преимуществами этого типа антенн - особенно малой высотой микрополосковых антенн (МПА) по отношению к длине волны, так и достижимыми характеристиками излучения. МПА имеют широкую диаграмму направленности (ДН) с максимумом ортогонально плоскости антенны и экрана при возбуждении основной моды ТМ. ДН МПА близка к изотропной в одном полупространстве, что является необходимым условием для повышения вероятности определения координат объектов по нескольким спутникам глобальных навигационных систем.
Резонансные МПА имеют стабильные характеристики излучения в полосе частот, но узкую рабочую частотную полосу [В. Rama Rao, W. Kunysz, R. Fante, K. McDonald GPS/GNSS Antennas, Artech House, 2013]. Конструкция резонансной МПА представляет собой плоскую проводящую пластину (излучающую пластину) той или иной формы, размещенную на диэлектрическом слое - подложке, ограниченном снизу экраном - проводящей плоскостью, больших, чем у пластины, размеров. Форма пластины может быть круглой, прямоугольной, эллиптической, треугольной. Относительная рабочая полоса антенны весьма узкая (до нескольких %) и зависит от диэлектрической проницаемости подложки и ее высоты.
В МПА одного частотного поддиапазона (L1, L2, L3 ГЛОНАСС или L1, L2 GPS) обычно используется один слой диэлектрической подложки и одна излучающая пластина. Для того чтобы обеспечить работу антенны в нескольких диапазонах обычно применяют многослойную (многоярусную) топологию [James, J.R. and P.S. Hall (eds.) Handbook of Microstrip Antennas // IEE Electromagnetic Waves Series, 1989].
010
001
Согласно резонаторной модели [C.A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design. 2-d edition, NY, John Wiley &Sons, Inc., 1997] в однослойной МПА необходимо возбудить две пространственно-ортогональные моды ТМ и TM с разностью фаз 90°, что является условием круговой поляризации излучения антенны. Существует две основные техники возбуждения ортогональных мод МПА: 1) одноточечное возбуждение, при котором в геометрию излучающей пластины вносится какая-либо асимметрия, как, например, в патенте RU 2495518 С2, 2) двухточечное возбуждение, при котором используется внешний квадратурный делитель, обеспечивающий разность фаз возбуждения двух мод 90°. В случае двухточечного возбуждения в конструкцию антенны необходимо вводить делитель, что, во-первых, усложняет конструкцию, во-вторых, приводит к нежелательному паразитному излучению делителя, в-третьих, приводит к дополнительным потерям коэффициента усиления (КУ) антенны, в-четвертых, делает сложной задачу компоновки таких антенн в состав адаптивной решетки. Поэтому целесообразно использовать одноточечную технику возбуждения антенны. Однако, частотная полоса по уровню коэффициента эллиптичности (КЭ), равному 3 дБ, МПА с одной точкой возбуждения много меньше частотной полосы импедансного согласования. В данной работе используется определение КЭ как отношение большой главной оси эллипса поляризации к малой. В работе [Li Sun, Gang Ou, Yilong Lu and Shusen Tan «Axial Ratio Bandwidth of a Circularly Polarized Microstrip Antenna», ch. 10 Advancement in Microstrip Antennas with Recent Applications, ed. by Ahmed Kishk, InTech 2013, 394 pp.] показано, что полоса по КЭ=3дБ может достигать максимального значения 35% от полосы по уровню коэффициента стоячей волны по напряжению КСВн=2. Таким образом, удовлетворить требованию к значению КЭ МПА в частотной полосе поддиапазонов спутниковой навигации и при этом сохранить размеры антенны компактными не удастся.
В работах [Н. Herscovici, Z. Sipus «Circularly Polarized Single-Fed Wide-Band Microstrip Patch», IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 51, no. 6, pp. 1277-1280, 2003 и Nasimuddin and K.P. Esselle «New feed system for wideband circularly polarized stacked microstrip antennas» IET Microw. Antennas Propag. 2007, 1, (5), pp. 1086-1091] предложены решения по достижению широкой полосы МПА по уровню КЭ=3дБ в направлении максимума ДН. Эти решения основаны на использовании двухъярусной конструкции построения МПА, в качестве подложек в МПА использованы или пенопласт или воздушный слой. Недостатком данных решений является отсутствие конструктивной прочности и большие относительные размеры антенн.
Хорошая аппроксимация для относительной полосы рабочих частот МПА приводится в [Garg, R., Bhartia P., Bahl I., Ittiboon A. Microstrip antenna design handbook, Artech House, 2001. 845 p.]:
где W- ширина МПА,
r
r
0
е-КПД антенны, связанный с возбуждением поверхностных волн в подложке, а также потерями в металле и диэлектрике, ε - относительная диэлектрическая проницаемость подложки, h - толщина подложки МПА, λ - длина волны излучения, L - длина МПА, . Таким образом, использование диэлектриков с низким значением относительной диэлектрической проницаемости приводит к увеличению полосы МПА, однако неприемлемо с конструктивной точки зрения.
Также известен патент США 7741999 В2 от 22.06.2010, в котором для улучшения характеристик излучения предлагается несколько решений, основанных на использовании многослойных антенн. Однако предлагаемые решения направлены на увеличение КУ простейших коммерческих патч-антенн и не приводятся методики по достижению широкой полосы МПА по уровню КСВн или уровню КЭ.
Известен патент США 9196965 В2 24.11.2015, в котором предлагается использовать в качестве диэлектрика с низкой относительной проницаемостью (воздух, пена) диэлектрик с высокой проницаемостью, но с дополнительными воздушными полостями, которые приводят к снижению эффективной проницаемости, что в свою очередь обеспечивает электрически слабую связь между паразитным и активным излучателями и широкую частотную полосу согласования антенны. Однако подобная конструкция также приводит к потери конструктивной прочности при воздействии внешних факторов, которым подвергаются бортовые приборы, а низкая эффективная диэлектрическая проницаемость приводят к увеличению габаритов антенны.
Также известен патент США 7636063 В2 22.12.2009, в котором предлагается использовать дополнительную полость под активным микрополосковым излучателем, что увеличивает полосу антенны, однако данное решение приводит к дополнительной конструкционной сложности и не улучшает КЭ в широкой полосе частот.
Наиболее близким к заявляемому является антенна, описанная в статье [Rod В. Waterhouse, «Stacked patches using high and low dielectric constant material combination)), IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 47, no. 12, pp. 1767-1771, 1999]. В работе предложена двухъярусная МПА, имеющая одну точку возбуждения и при этом относительную частотную полосу по уровню КЭ, равному 3 дБ, примерно 18%, что является более чем достаточным для поддиапазонов систем спутниковой навигации. Эффект в работе достигается за счет использования двух излучающих пластин (или двух МПА), одна из которых (нижняя) расположена на диэлектрике с высокой относительной диэлектрической проницаемостью (εhigh=10.4), другая (верхняя) пластина расположена на диэлектрике с низким значением относительной диэлектрической проницаемости (εlow=1.07). При этом штырем коаксиального волновода возбуждается нижняя пластина, а верхняя пластина возбуждается от нижней «паразитно». Сочетание относительных диэлектрических проницаемостей 10:1 (в работе такая технология названа «hi-lo») обеспечило достижение широкой полосы по уровню КЭ равному 3дБ.
макс
макс
Недостатком работы является использование пены с εlow=1.07, что делает конструкцию антенны 1) непригодной для бортового и транспортного использования в виду отсутствия прочности к механическим и климатическим воздействующим факторам, 2) относительные поперечные размеры антенны в работе довольно велики 0,34λ, где λ - наибольшая длина волны антенны, при которой КЭ равен 3дБ, а также предложенное решение не обеспечивает работоспособность антенны в трех поддиапазонах ГЛОНАСС: 1592…1612 МГц (L1), 1236…1256 МГц (L2), 1191…1213 МГц (L3).
Задачей изобретения является создание малогабаритных микрополосковых антенн с оптимальными, согласно требованиям глобальных навигационных спутниковых систем, поляризационными характеристиками на каждом входе антенны.
Технический результат заключается в достижении оптимального значения КЭ в направлении максимума диаграммы направленности в широкой полосе рабочих частот при низких массогабаритных характеристиках и высокой конструктивной прочности антенн при воздействии внешних факторов.
ниж
верх
макс
Технический результат достигается тем, что в компактной многодиапазонной микрополосковой антенне круговой поляризации, содержащей металлический экран, расположенную на нем диэлектрическую подложку с расположенной на ней излучающей металлической пластиной, образующих первый ярус, также расположенную на первом ярусе вторую диэлектрическую подложку с расположенной на ней второй излучающей пластиной, образующих второй ярус, и содержащую возбуждающий коаксиальный волновод, внутренняя жила которого гальванически присоединена к излучающей пластине первого яруса, значения относительных диэлектрических проницаемостей подложек выбраны из следующих условий: первого яруса - ε от 4.55 до 5, второго яруса - ε от 2.8 до 3.2, а общая относительная высота диэлектрических подложек выбрана из условия: , где λ - наибольшая рабочая длина волны антенны. Излучающие металлические пластины имеют толщины много меньше высоты диэлектрических подложек Н и утоплены в диэлектрические подложки, а форма излучающих металлических пластин квадратная, с расположенными по диагонали квадратными вырезами. Относительные размеры излучающих пластин и относительные размеры диэлектрических подложек выбраны из условий:  где А1=А2 - длины сторон диэлектрических подложек, В1 - длина стороны излучающей пластины первого яруса, В2 - длина стороны излучающей пластины второго яруса, S1 - длина стороны квадратных вырезов на диагонали излучающей пластины первого яруса, S2 - длина стороны квадратных вырезов на диагонали излучающей пластины второго яруса. Место возбуждения излучающей пластины первого яруса центральной жилой коаксиального волновода определено смещением 0.5⋅B1 в плоскости излучающей пластины первого яруса. Вся конструкция по слоям скреплена непроводящим клеем с относительной диэлектрической проницаемостью ε≈3…4.
ниж
сред
верх
макс1
макс2
Технический результат достигается тем, что в компактной многодиапазонной микрополосковой антенне круговой поляризации, содержащей металлический экран, расположенную на нем диэлектрическую подложку с расположенной на ней излучающей металлической пластиной, образующих первый ярус, также расположенную на первом ярусе вторую диэлектрическую подложку с расположенной на ней второй излучающей пластиной, образующих второй ярус, и содержащую возбуждающий коаксиальный волновод, внутренняя жила которого гальванически присоединяется к излучающей пластине первого яруса, на второй излучающей пластине располагается третья диэлектрическая подложка и на ней третья излучающая пластина, образующие третий ярус. Возбуждающий коаксиальный волновод, проходит перпендикулярно экрану через центр первого и второго ярусов, внешняя оплетка-экран которого имеет гальваническую связь с излучающими пластинами первых двух ярусов, а внутренняя жила гальванически присоединена к третьей излучающей пластине. Значения относительных диэлектрических проницаемостей подложек выбраны из следующих условий: первого яруса - ε от 4.55 до 5, второго яруса - ε от 2.8 до 3.2, третьего яруса - εот 4.55 до 5, а общая относительная высота антенны выбрана из условия:  где h1' - высота первого яруса, h2' - высота второго яруса, h3' - высота третьего яруса, λ - наибольшая рабочая длина волны первого входа антенны, λ - наибольшая рабочая длина волны второго входа антенны. Излучающие металлические пластины имеют толщины много меньше h3' и утоплены в диэлектрические подложки, а форма излучающих металлических пластин квадратная, с расположенными по диагонали квадратными вырезами. Относительные размеры излучающих пластин и относительные размеры диэлектрических подложек выбраны из условий:
где A1'=A2' - длины сторон диэлектрических подложек первого и второго ярусов, B1' - длина стороны излучающей пластины первого яруса, В2' - длина стороны излучающей пластины второго яруса, S1' - длина стороны квадратных вырезов на диагонали излучающей пластины первого яруса, S2' -длина стороны квадратных вырезов на диагонали излучающей пластины второго яруса, А3' - длина стороны диэлектрической подложки третьего яруса, В3' - длина стороны излучающей пластины третьего яруса, S3' - длина стороны квадратных вырезов на диагонали излучающей пластины третьего яруса, а место возбуждения излучающей пластины первого яруса центральной жилой коаксиального волновода определено смещением 0.5⋅B1', в плоскости излучающей пластины первого яруса, при этом подложка и пластина третьего яруса смещены в плоскости излучающей пластины второго яруса на относительное расстояние  в сторону возбуждения излучающей пластины первого яруса. Вся конструкция по слоям скреплена непроводящим клеем с относительной диэлектрической проницаемостью ε≈3…4.
Предполагаемое изобретение поясняется чертежами:
На фиг. 1 приведено изображение конструкции предлагаемой двухъярусной микрополосковой антенны, обеспечивающей широкую рабочую полосу частот по уровню КЭ=3 дБ; сечение плоскостью, проходящей через коаксиальный волновод возбуждения.
На фиг. 2 изображен второй ярус антенны, приведенной на фиг. 1, вид сверху.
На фиг. 3 изображен первый ярус антенны, приведенной на фиг. 1, вид сверху.
На фиг. 4 приведено изображение конструкции предлагаемой трехъярусной микрополосковой антенны, сечение плоскостью, проходящей через коаксиальные волноводы возбуждения.
На фиг. 5 изображен третий ярус антенны, приведенной фиг. 4, вид сверху.
На фиг. 6 изображен второй ярус антенны, приведенной на фиг. 4, вид сверху.
На фиг. 7 изображен первый ярус антенны, приведенной на фиг. 4, вид сверху.
На фиг. 8 приведена измеренная частотная зависимость КСВн первого входа изготовленной антенны, изображенной на фиг. 4.
На фиг. 9 приведена измеренная частотная зависимость КСВн второго входа изготовленной антенны, изображенной на фиг. 4.
На фиг. 10 приведена измеренная частотная зависимость КЭ в направлении перпендикулярном поверхности изготовленной антенны, изображенной на фиг. 4, при возбуждении первого входа L2, L3.
На фиг. 11 приведена измеренная частотная зависимость КЭ в направлении перпендикулярном поверхности изготовленной антенны, изображенной на фиг. 4, второго входа L1 на фиг. 4.
На фиг. 12 приведена измеренная ДН изготовленной антенны, изображенной на фиг. 4, на частотах в полосе L2, L3.
На фиг. 13 приведена измеренная ДН изготовленной антенны, изображенной на фиг. 4, на частотах в полосе L1.
На фиг. 14 приведена измеренная частотная зависимость КУ при возбуждении первого входа L2, L3 изготовленной антенны, изображенной на фиг. 4.
На фиг. 15 приведена измеренная частотная зависимость КУ при возбуждении второго входа L1 изготовленной антенны, изображенной на фиг. 4.
макс
макс
макс
Первая конструкция (фиг. 1), обеспечивает широкую полосу рабочих частот по уровню КЭ=3 дБ в направлении нормальном к поверхности антенны, а в случае использования в аппаратуре спутниковой навигации обеспечивает работу в поддиапазонах L2 и L3 ГЛОНАСС. Данный вариант конструкции содержит металлический экран 1, первый (нижний) ярус, состоящий из активной излучающей пластины 2, расположенной на диэлектрической подложке 3 со значением относительной диэлектрической проницаемостью от 4.5 до 5.5, и второй (верхний) ярус, состоящий из пассивной излучающей пластины 4, расположенной на диэлектрической подложке 5 со значением относительной диэлектрической проницаемостью от 2.8 до 3.2. Антенна возбуждается коаксиальным волноводом, при этом центральная жила 6 гальванически соединяется с нижней активной пластиной 2, а внешняя оплетка (экран) присоединяется к экрану антенны 1. Излучающие пластины 2 и 4 имеют форму квадратов со сторонами: В1 - нижняя пластина 2, В2 - верхняя пластина 4. На излучающих пластинах сформированы квадратные вырезы со сторонами S1 у нижней пластины 2, S2 у верхней пластины 4, расположенные по диагонали. Расположение квадратных вырезов показано на фиг. 2, фиг. 3. Вся конструкция, включая излучающие пластины 2, 4, диэлектрические слои 3, 5 скрепляется тонкими слоями клея с относительной диэлектрической проницаемостью равной ε≈3…4. Относительные размеры антенны H/λ=0.08…0.09, А1(А2)/λ=0.25…0.27, где λ - наибольшая рабочая длина волны, при которой необходимо обеспечить правую круговую поляризацию с КЭ=3дБ, Н - высота антенны, А1=А2 - поперечные размеры антенны, определяемые размерами диэлектриков 3 и 5.
Таким образом, технология сочетания относительных диэлектрических проницаемостей подложек в ярусах МПА ~5:3 обеспечивает ширину полосы по уровню КЭ равному 3 дБ не менее 8% при электрически малых относительных размерах антенны, что обеспечивает оптимальные поляризационные характеристики антенны в диапазонах L2, L3 ГЛОНАСС при одном входе. Использование диэлектриков, а также тонких клеевых слоев с относительной диэлектрической проницаемостью 3…4 между ярусами антенны обеспечивает высокую конструктивную прочность антенны.
макс1
макс2
макс1
макс1
макс2
Вторая конструкция (фиг. 4), обеспечивает работу как в поддиапазонах L2 и L3 ГЛОНАСС, так и в поддиапазоне L1 ГЛОНАСС и в дополнение к первой конструкции имеет третий ярус, состоящий из излучающей пластины 7, расположенной на диэлектрической подложке 8 со значением относительной диэлектрической проницаемости от 4.5 до 5.5. Третья излучающая пластина имеет форму квадрата со стороной В3' с квадратными вырезами со сторонами S3', расположенными по диагонали (фиг. 5). Третий (верхний) ярус МПА возбуждается коаксиальным волноводом, проходящим перпендикулярно экрану и всем излучающим пластинам через центры пластин 2 и 4, при этом центральная жила 9 коаксиального волновода гальванически соединяется с верхней активной пластиной 7, а внешняя оплетка 10 (экран) присоединяется к излучающим пластинам 2, 4 первых двух ярусов и экрану антенны 1. Коаксиальный волновод, образованный позициями 9, 10, имеет диэлектрическое заполнение фторопластом. Вся конструкция, включая экран 1, излучающие пластины 2, 4, 7, диэлектрические подложки 3, 5, 8 скрепляются тонкими слоями клея с относительной диэлектрической проницаемостью равной ε≈3…4. Таким образом, общие относительные размеры антенны: (h1'+h2')/λ+h3'/λ=0.08…0.09+0.025…0.03, А1'(А2')/λ=0.25…0.27, где λ - наибольшая рабочая длина волны нижних двух ярусов антенны, при которой необходимо обеспечить КЭ=3дБ, λ - наибольшая рабочая длина волны верхнего, третьего яруса антенны, при которой необходимо обеспечить КЭ=3дБ.
Таким образом, в единой апертуре антенны реализуется два входа антенны: 1-й - L2, L3 поддиапазонов ГЛОНАСС, 2-й - L1 поддиапазона ГЛОНАСС при общих электрически малых относительных размерах антенны.
Использование второго коаксиального входа в антенне, диэлектриков с относительной диэлектрической проницаемостью от 2.8 до 5.5, а также тонких клеевых слоев с относительной диэлектрической проницаемостью 3…4 между ярусами антенны обеспечивает высокую конструктивную прочность при малых габаритах.
Принцип работы антенны, приведенной на фигуре 1.
010
100
Антенна (фиг. 1) возбуждается центральной жилой 6 коаксиального волновода. Центральная жила коаксиального волновода гальванически соединена с нижней активной излучающей пластиной 2. Таким образом, в первом (нижнем) ярусе МПА, состоящем из диэлектрической подложки 3 и излучающей металлической пластины 2, установленном на экране 1, согласно резонаторной модели излучения, возбуждаются две ортогональные моды ТМ и ТМ, резонансные частоты которых не равны в силу деформации металлической излучающей пластины - квадратных вырезов на диагональных углах квадратной пластины (фиг. 3). Второй ярус МПА, состоящий из излучающей металлической пластины 4, также квадратной формы с квадратными вырезами на диагонали, диэлектрической подложки 5, установленный на экран, в качестве которого выступает излучающая пластина 2 нижнего яруса. Из-за правильно подобранных значений относительной диэлектрической проницаемости подложек 3 и 5, излучатель второго яруса (верхний) имеет слабую электрическую связь с излучателем первого яруса (нижним), что приводит к увеличению рабочей полосы частот излучателя первого яруса и МПА в целом. Деформации излучающих пластин 2 и 4 - квадратные вырезы на диагонали квадрата, а также ориентация вырезов, показанная на фиг. 2 и фиг. 3, по отношению к месту возбуждения обеспечивает правую круговую поляризацию антенн. Совокупность двух ярусов МПА со слабой связью обеспечивает широкую частотную полосу по уровню КЭ равному 3 дБ, которая составляет не менее 8%, при электрически малых относительных размерах антенны.
Принцип работы антенны, приведенной на фигуре 4.
При добавлении к конструкции МПА, состоящей из двух ярусов (фиг. 1), еще одного (фиг. 4), излучающая пластина 7 возбуждается центральной жилой 9 коаксиального волновода, проходящего через центр нижних двух ярусов. Центр излучающей пластины 7 смещен относительно центра нижних пластин (первой и второй) для эффективного возбуждения. Деформации металлической излучающей пластины 7 - квадратные вырезы на диагонали квадрата, а также ориентация вырезов на фиг. 5 по отношению к месту возбуждения обеспечивает правую круговую поляризацию антенны.
Возможность промышленной реализации и практической возможности достижения требуемого технического результата при использовании изобретения иллюстрируется следующим примером.
Была изготовлена трехъярусная антенна спутниковой навигации с использованием следующих диэлектриков: нижний диэлектрик 3 первого яруса (фиг. 4) полимерный материал на основе полисульфона ПСФ-5 с относительной диэлектрической проницаемостью 5 и тангенсом диэлектрических потерь 0.009, средний диэлектрик 5 второго яруса (фиг. 3) -полимерный материал на основе полисульфона ПСК-1 с относительной диэлектрической проницаемостью 2.8 и тангенсом диэлектрических потерь 0.002, верхний диэлектрик 8 третьего яруса (фиг. 4), как и нижний первого яруса ПСФ-5. Толщина излучающих металлических (латунь) пластин 2, 4, 7 на фиг. 4 равна 0.5 мм. Основные размеры антенны (фиг. 4): размеры диэлектрического слоя первого яруса 70 мм×70 мм×7 мм, размеры диэлектрического слоя второго яруса 70 мм×70 мм×16 мм, размеры диэлектрического слоя третьего яруса 45 мм×45 мм×5 мм, диаметр внешнего экрана центрального коаксиального волновода 3.5 мм, полная высота антенны над экраном 28 мм. Излучающие металлические пластины утоплены в диэлектрические слои на 0.5 мм. Вся конструкция проклеена клеем ВК-27 ТУ1-595-14-692-2008. Для возбуждения всей антенны использовались два разъема с волновым импедансом 50 Ом.
На фиг. 8 представлена измеренная частотная зависимость КСВн изготовленной антенны при возбуждении первого входа 6 (фиг. 4). Рабочая полоса антенны по уровню КСВн равному 2 составляет 1.07…1.3 ГГц, то есть относительная полоса примерно 19%. Частотная полоса по КСВн включает как L2, L3 поддиапазоны ГЛОНАСС, так и L2, L5 GPS. На фиг. 9 представлена измеренная частотная зависимость КСВн изготовленной антенны при возбуждении второго входа 9 (фиг. 4). Рабочая полоса антенны по уровню КСВн равному 2 составляет 1.56…1.64ГГц, то есть включает поддиапазон L1 ГЛОНАСС. На фиг. 10 представлена измеренная частотная зависимость КЭ в направлении нормальном к поверхности излучающих пластин изготовленной антенны при возбуждении первого входа 6 (фиг. 4), измерения проводились в дальней зоне антенны при расположении последней на квадратном металлическом фланце со стороной 50 см. Как видно из фиг. 10, рабочая полоса антенны по уровню КЭ равному 3 дБ составляет 1.145…1.25 ГГц, то есть относительная полоса примерно 8,7% и включает как L2, L3 поддиапазоны ГЛОНАСС, так и L2, L5 GPS. На фиг. 11 представлена измеренная частотная зависимость КЭ в направлении нормальном к поверхности излучающих пластин изготовленной антенны при возбуждении второго входа 9 (фиг. 4); полоса по уровню КЭ 3 дБ включает поддиапазон L1 ГЛОНАСС. На фиг. 12, 13 представлены измеренные ДН антенны на частотах поддиапазонов ГЛОНАСС, условия измерения аналогичны измерениям КЭ, измерения ДН проводились на двух ортогональных поляризациях. Как видно из фиг. 12, 13 антенна имеет широкую ДН с максимумом ортогонально плоскости антенны и экрана. На фиг. 14, 15 представлены измеренные частотные зависимости суммарного (на двух поляризациях) КУ антенны в направлении нормали к антенне при возбуждении первого и второго входа.
Таким образом, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- создание малогабаритной двухдиапазонной микрополосковой антенны круговой поляризации с низким уровнем коэффициента эллиптичности во всех поддиапазонах;
- создание малогабаритной трехдиапазонной микрополосковой антенны круговой поляризации с низким уровнем коэффициента эллиптичности во всех поддиапазонах;
- конструкция компактной антенны является прочной к механическим и климатическим внешним воздействующим факторам в силу применения конструкционных диэлектрических материалов с сочетанием значений относительных диэлектрических проницаемостей ~5:3, тонких клеевых слоев между ярусами антенны, а также центрального коаксиального волновода в трехдиапазонной микрополосковой антенне.