АНТЕННА ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ

Техническое решение (полезная модель) относится к антенной технике, в частности, к конструированию антенн поверхностных электромагнитных волн.
Известна антенна поверхностной электромагнитной волны, содержащая антенный элемент, соединенный с линией передачи поверхностной электромагнитной волны. [1].
Недостатком данной антенны является ее низкая эффективность, обусловленная ограниченными функциональными возможностями при использовании ее в качестве поглотителя электромагнитного излучения, в том числе и паразитного.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является антенна поверхностной электромагнитной волны, содержащая антенный элемент, соединенный с линией передачи поверхностной электромагнитной волны. [2].
Недостатком данной антенны является ее низкая эффективность, обусловленная ограниченными функциональными возможностями при использовании ее в качестве поглотителя электромагнитного излучения, в том числе и паразитного.
В основу предложенного технического решения положена задача создания такой антенны поверхностной электромагнитной волны, которая позволит обеспечить более высокую эффективность за счет расширения ее функциональных возможностей при использовании ее в качестве поглотителя электромагнитного излучения, в том числе и паразитного.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что в антенне поверхностной электромагнитной волны, содержащей антенный элемент, соединенный с линией передачи поверхностной электромагнитной волны, линия передачи выполнена в виде полосковой или микрополосковой линии, содержащей узкий проводник и широкий проводник, к которым присоединен один антенный элемент или присоединены несколько антенных элементов, при этом узкий проводник или широкий проводник линии передачи выполнен в виде цилиндрической или плоской периодической структуры, внешняя и внутренняя поверхность которой полностью или частично покрыта резистивным материалом с относительной диэлектрической проницаемостью ε, магнитной проницаемостью µ и удельной проводимостью σ.
На фиг.1 изображена антенна поверхностной электромагнитной волны. Антенна поверхностной электромагнитной волны содержит антенный элемент 1, линию передачи поверхностной электромагнитной волны 2. Линия передачи выполнена в виде полосковой или микрополосковой линии, содержащей узкий проводник 3, к которому присоединен антенный элемент 1, а широкий металлический проводник 4 линии передачи выполнен в виде цилиндрической спирали, внешняя и внутренняя поверхность которой полностью или частично покрыта резистивным материалом 5 с относительной диэлектрической проницаемостью ε, магнитной проницаемостью µ удельной проводимостью σ.. Резистивный материал 5 выполнен в виде электропроводящего лака, смолы и сажи, нанесенных на проводник или пленку (например, ПС ЭРО-045-260).
Пример конкретного выполнения
Антенна поверхностной электромагнитной волны содержит антенный элемент 1, который присоединен к узкому проводнику 3 полосковой или микрополосковой линии передачи поверхностной электромагнитной волны 2 и может быть выполнен в виде одиночного штыря или группы штыревых антенных элементов 1. Антенный элемент 1 может быть выполнен в виде одновитковой или многовитковой рамки, присоединенной к узкому проводнику 3 и широкому проводнику 4 линии передачи поверхностной электромагнитной волны 2. Узкий проводник 3 или широкий проводник 4 выполнены в виде периодической структуры, которая может быть выполнена в виде цилиндрической спирали (на рисунке показан широкий проводник 4 в виде цилиндрической спирали) или плоской спирали (на рисунке не показана). В ряде случаев широкий проводник 4 линии передачи может быть выполнен в виде металлической плоскости а узкий проводник 3 выполнен в виде однозаходной или двухзаходной спирали, внешняя и внутренняя поверхность которой покрыта резистивным материалом 5. Если узкий проводник 3 или широкий проводник 4 полосковой или микрополосковой линии передачи поверхностной электромагнитной волны 2 выполнен в виде цилиндрической или плоской спирали, которая образует периодическую структуру, то вдоль нее распространяется замедленная поверхностная электромагнитная волна. Что касается границы раздела двух сред в виде цилиндрического провода или плоского спирального провода, то при условии, когда σ/ωε>>1(60λσ/ε>>1, где ω - частота и λ - длина волны) может распространяться поверхностная электромагнитная волна. (См. Г.З.Айэенберг. Антенны ультракоротких волн. Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио. Москва 1957. с.99-106; Г.Т.Марков, А.Ф.Чаплин. Возбуждение электромагнитных волн. М: «Радио и связь» 1983 г. с.201-202). Поверхности узкого 3 или широкого 4 проводника линии передачи 2, выполненные в виде периодической структуры, должны быть полностью или частично покрыты резистивным материалом 5 с относительной диэлектрической проницаемостью ε, магнитной проницаемостью µ и удельной проводимостью σ. Периодическая структура, поверхность которой покрыта резистивным материалом 5, представляет собой границу раздела, к которой прижата распространяющаяся поверхностная электромагнитная волна и при определенных параметрах резистивного материала она эффективно поглощается. Это может происходить, например, при ε=80, µ=1 и 10 сим/м<σ.<50 сим/м (см. А.А.Копылов. Проектирование устройств и систем на поверхностной электромагнитной волне. - М.: ИП Радиософт, 2011. с.32-35.).
Антенна работает следующим образом (в режиме приема).
Электромагнитная волна, в том числе и паразитная, принимается антенными элементами 1, распространяется вдоль полосковой или микрополосковой линии передачи поверхностной электромагнитной волны 2 вдоль узкого проводника 3 и широкого проводника 4. Вдоль поверхности узкого проводника 3 или широкого проводника 4, выполненных в виде периодической структуры, поверхностная электромагнитная волна
распространяется как бегущая и как отраженная от конца. При этом распространении электромагнитная волна эффективно поглощается (ослабляется) периодической структурой, покрытой резистивным материалом 5 с заданными параметрами. Это позволяет обеспечить поглощение электромагнитных волн, излучаемых устройствами, в том числе и поглощение паразитного электромагнитного излучения (ПЭМИ) от бытовых приборов (например, телевизоры, компьютеры и др.). Предложенная конструкция антенны поверхностной электромагнитной волны позволяет проектировать высокоэффективные антенны поверхностной электромагнитной волны, обеспечить более высокую эффективность за счет расширения ее функциональных возможностей при использовании ее в качестве поглотителя электромагнитного излучения, в том числе и паразитного. Таким образом получена антенна поверхностной электромагнитной волны, позволяющая обеспечить более высокую эффективность за счет расширения ее функциональных возможностей.
Источники информации.
1. А.Л.Драбкин и В.Л.Зузенко. Антенно-фидерные устройства. «Советское радио». Москва 1961. с.659-675.
2. Антенна поверхностной электромагнитной волны. Патент №101870 по заявке №2010134191/07 от 16.08.2010 г. - прототип.