ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к классу приемных плоских щелевых антенн, и может быть использована в конструкции антенного устройства системы радиоприема автомобиля.
Известна конструкция щелевой антенны по патенту на изобретение RU №2269187, содержащая диэлектрическую подложку, металлический экран, в котором выполнена узкая щель, делящая его на две идентичные части, и линию питания. При этом щелевая линия представляет собой прямоугольный участок длиной L, который далее расширяется по экспоненциальному закону. Работа такой щелевой антенны, в случае пересечения щелью линий токов проводимости, объясняется появлением в щели переменного электрического поля, возбуждающего в окружающем пространстве поле излучения.
Известна щелевая линия по патенту на изобретение RU №2340052, включающая плоский электропроводный экран с узкой щелью, обтекаемой высокочастотным электрическим током, текущим по поверхности плоского электропроводного экрана, при этом узкая щель ориентирована вдоль направления линий электрического тока, но щель снабжена электропроводной перемычкой, соединяющей узкие стороны щели. Электрический ток, текущий по поверхности электропроводного экрана и краям узкой щели, наводит в электропроводной перемычке электрический ток встречного направления, магнитное поле которого возбуждает в окружающем пространстве электромагнитную волну, дополняя известный щелевой излучатель.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является конструкция антенны по патенту на изобретение RU №2269187. Недостатком таких антенн остается их габаритность, сложность, дороговизна.
Технической задачей предлагаемого решения является создание простой в установке, устойчивой к механическим воздействиям, надежной, недорогой конструкции плоской антенны с малой металлоемкостью, малым весом, несложной технологией изготовления, пригодной для качественного приема в узком диапазоне частот кодовых посылок пейджинговых передающих станций.
Сущность технического решения заключается в том, что в щелевой антенне, содержащей диэлектрическую подложку, выполненную прозрачной для электромагнитного излучения, на одной из сторон которой расположен плоский электропроводный экран, в котором выполнена узкая щель, делящая его на две идентичные части, и линию питания (приемную аппаратуру), подключенную по середине к широким краям щели, на противоположной стороне диэлектрической подложки выполнена антенная поверхность (рефлектор) из дискретных отражающих элементов путем нанесения перпендикулярно широким краям щели электропроводных полосок с фиксированным внутренним расстоянием между ними.
Щель может быть выполнена переменной ширины, например, расширяющейся к ее концам, что позволяет сблизить точки подключения линии питания к щели, или симметрично в обе стороны от точек подключения линии питания сначала расширяющейся, а затем сужающейся, или в форме набора прямоугольников.
На рисунках представлено схематичное изображение вида антенны: на фиг.1 - вид на щель; на фиг.2 - вид на полоски рефлектора; на фиг.3-4 - возможные виды формы щели.
Антенна содержит диэлектрическую подложку 1, выполненную прозрачной для электромагнитного излучения, на одной из сторон которой расположен плоский электропроводный экран 2, в котором выполнена узкая щель 3, делящая его на две идентичные части, линию питания 4, подключенную по середине к широким краям щели 3. выполненной расширяющейся к ее концам (фиг.1). На противоположной стороне диэлектрической подложки 1 нанесены перпендикулярно широким краям щели 3 электропроводные полоски 5 с фиксированным внутренним расстоянием между ними, которое должно быть меньше четверти длины волны λ принимаемого электромагнитного излучения, в противном случае значительная часть излучаемой (отражаемой) энергии пройдет сквозь зеркало рефлектора. Ширина электропроводных полосок 5 составляет (0,1-0,2)λ, расстояние между ними составляет ≤1\4λ, а количество полосок определяется размерами печатной платы.
Щель выполнена переменной ширины, например, расширяющейся к ее концам, что позволяет сблизить точки подключения линии питания к щели (для удобного припаивания проводников линии питания) без уменьшения коэффициента усиления антенны, которое компенсируется увеличением размеров концов щели.
При изготовлении антенны она может быть выполнена в виде слоистого модуля, включающего слой тонкого диэлектрика с экраном (из медной фольги) и щелью в нем, слой 4-х мм диэлектрика (для согласования антенной поверхности из дискретных отражающих элементов 5 с линией питания 4) и слой тонкого диэлектрика с дискретными отражающими элементами из электропроводных полосок. Все плотно прижатые слои модуля скрепляются по краям диэлектрических подложек винтами, а сам модуль для защиты от внешних и климатических воздействий размещается в диэлектрическом корпусе, выполненного из электрически пассивного материала, например, из полиэтиленовой пленки, плотно облегающей диэлектрические подложки. Вес такого модуля антенны составляет не более 0,05 кг, при габаритных размерах 50×30 мм и толщине 5 мм.
В вариантах изготовления антенны щель может быть выполнена симметрично в обе стороны от точек подключения линии питания 4 сначала расширяющейся, а затем сужающейся (фиг.2), или в форме набора прямоугольников (фиг.3). Такие формы щели позволяют точно воспроизводить их контуры, так как в случае щелевых антенн предъявляются высокие требования к точности изготовления (особенно для очень коротких волн) из-за влияния погрешностей в значениях коэффициентов связи щелей на все распределение.
При работе приемной антенны падающая электромагнитная волна возбуждает щелевой элемент 3, сигнале которого через согласующие цепи (на рисунке не показаны) поступает на входные цепи 4 приемника. Наличие в составе щелевой антенны рефлектора из отражающих дискретных элементов позволяет улучшить параметры диаграммы направленности, «вытянув» ее в направлении приема полезного сигнала, убрав боковые лепестки.
Предлагается по существу новая разновидность антенны, которая может быть использована в качестве приемной антенны и предназначена для качественного приема кодовых посылок передающих станций на частоте около 2,45 ГГц.
Все детали компактной и небольшой по весу антенны согласно настоящему решению имеют простую форму и сделаны из однородного и однотипного токопроводящего и диэлектрического материала. Это позволяет реализовать изготовление их в массовом производстве легко и дешево, используя отработанную технологию.