АНТЕННА
ANTENNA

Данное изобретение относится к области радиотехники, в частности к сверхширокополосным пассивным антеннам СВЧ диапазона, и может найти применение в системах связи, в задачах метрологии, в задачах радиодефектоскопии, в задачах радиомониторинга, в задачах электромагнитной совместимости (ЭМС), в задачах защиты информации, при этом стабильно сохранять электрические характеристики при сильных механических вибрациях и на фоне акустических шумов.
Известна сверхширокополосная антенна (патент США №5278575, кл. МКИ H01Q 9/28, НКИ 343/795,1994 г.), выполненная на основе печатной антиподальной щелевой линии (АПЩЛ), содержащую апертурный отрезок АПЩЛ без перекрытия секторного типа, который состоит из двух одинаковых апертурной сигнальной металлической пластины (АСМП) и апертурной земляной металлической пластины (АЗМП) и отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием. В излучающей части антенны АСМП и АЗМП, апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, выполнены экспоненциально сужающимися по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ в направлении области максимального раскрыва апертуры. Сигнальный полосковый проводник запитывающего отрезка полосковой линии передачи одним торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке АСМП в области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ, а земляная пластина сигнального полоскового проводника гальванически соединена с торцевой кромкой АЗМП в области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием.
Недостатками данного технического решения являются: ограничение широкополосности в низкочастотной части диапазона без увеличения максимального раскрыва апертуры (расширение в низкочастотную часть диапазона возможно за счет увеличения максимального размера апертуры), невысокий коэффициент усиления антенны, низкий уровень кросполязационной развязки, значительный уровень обратного излучения.
Наиболее близким техническим решением - прототипом является пассивная сверхширокополосная антенна (патент РФ №2298268 С1, кл. МПК H01Q 9/00, 2006), выполненная на основе АПЩЛ, расположенной на диэлектрической подложке. Антенна состоит из апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия секторного типа и выполнена из двух одинаковых АСМП и АЗМП и отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием. В излучающей части антенны АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия выполнены экспоненциально сужающимися по внутренней боковой кромке от области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ в направлении области максимального раскрыва апертуры. Сигнальный полосковый проводник запитывающего отрезка полосковой линии передачи одним торцом гальванически подключен к внутренней боковой кромке АСМП в области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ, а земляная пластина сигнального полоскового проводника гальванически соединена с торцевой кромкой АЗМП в области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием. Апертурная сигнальная металлическая излучающая поверхность (АСМИП) и апертурная земляная металлическая излучающая поверхность (АЗМИП) установлены в области апертуры антенны перпендикулярно плоскости диэлектрической подложки и расположены вдоль внутренних боковых кромок АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, соответственно, от области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ в направлении максимального раскрыва апертуры антенны и по всей длине внутренних боковых кромок гальванически соединены с АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ, соответственно.
Недостатками известного технического решения являются: невозможность расширения рабочего диапазона частот в низкочастотную область без существенного увеличения поперечных и продольных размеров апертуры; значительный уровень обратного излучения; значительная неравномерность характеристики согласования в среднечастотной части рабочего диапазона частот; отсутствие защиты антенны от внешних вибрационных воздействий, шумовых акустических помех и акустических полей, наличие которых вызывает микрофонный эффект и акустоэлектрические преобразования на металлических элементах антенны и как следствие ухудшение характеристик антенны - возникновение модуляции диаграммы направленности, возникновение паразитной амплитудной модуляции излучаемого или принимаемого сигнала.
Технической задачей данного изобретения является создание антенны: с расширенным диапазоном рабочих частот в низкочастотную область без изменения поперечных и продольных размеров апертуры; с улучшенной характеристикой согласования во всем рабочем диапазоне частот, и в частности в средневолновой части рабочего диапазона частот; с уменьшенным уровнем обратного излучения; с высоким уровнем кросполяризационной развязки; с защитой антенны от внешних виброакустических воздействий - внешних акустических помех и акустических полей, т.е. устранение микрофонного эффекта и акусто-электрических преобразований в антенне, что соответствует устранению паразитной модуляции диаграммы направленности и амплитудной модуляции излученного или принимаемого электромагнитного сигнала и одновременно с защитой от внешних механических и климатических воздействий.
Поставленная задача решается тем, что в антенне, содержащей АПЩЛ, размещенную на диэлектрической подложке, состоящую из отрезка АПЩЛ без перекрытия и отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием, и запитывающий отрезок полосковой линии передачи, при этом апертура антенны образована отрезком АПЩЛ без перекрытия секторного типа, при этом продольная ось АПЩЛ является продольной осью антенны, одинаковые АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия выполнены суживающимися по внутренней боковой кромки от области нулевого перекрытия в направлении области максимального раскрыва апертуры, при этом одинаковые АСМИП и АЗМИП установлены в области апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия и расположены перпендикулярно плоскости диэлектрической подложки вдоль внутренних боковых кромок АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, соответственно, от области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП в направлении области максимального раскрыва апертуры, при этом сигнальный полосковый проводник запитывающего отрезка полосковой линии передачи размещен на одной поверхности диэлектрической подложки с АСМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия и одной торцевой кромкой гальванически подключен к внутренней боковой кромке АСМП в области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием, а металлическая земляная плоскость запитывающего отрезка полосковой линии передачи размещена на одной поверхности диэлектрической подложки с АЗМП и в области нулевого перекрытия, АСМП с АЗМП отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием, гальванически соединена одной торцевой кромкой с торцевой кромкой апертурной земляной металлической пластины, при этом другая торцевая кромка сигнального полоскового проводника запитывающего отрезка полосковой линии передачи подключена к центральному проводнику коаксиального соединителя, причем АСМИП и АЗМПИ в области нулевого перекрытия апертурного отрезка АПЩЛ гальванически соединены с АСМП и АЗМП соответственно, причем длина АСМИП и АЗМИП на отрезке от области нулевого перекрытия до области максимального раскрыва апертуры или меньше, или равна, или больше длины внутренней боковой кромки АСМП и АЗМП отрезка АПЩЛ без перекрытия, соответственно, при этом введены одинаковые дополнительная сигнальная металлическая излучающая поверхность (ДСМИП) и дополнительная земляная металлическая излучающая поверхность (ДЗМИП), которые расположены со стороны внешней боковой кромки АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, соответственно, и перпендикулярно им, при этом одной торцевой кромкой ДСМИП и ДЗМИП подключены в области максимального раскрыва апертуры, по меньшей мере, одной введенной апертурной перемычкой к торцевой кромке АСМИП и АЗМИП, соответственно, причем максимальная длина ДСМИП и ДЗМИП меньше, или равна или больше длины внешней боковой кромки АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, а ширина ДСМИП и ДЗМИП в области максимального раскрыва апертуры больше, или равна, или меньше ширины АСМИП и АЗМИП, причем введены сигнальная импедансная нагрузка (СИЛ) и земляная импедансная нагрузка (ЗИН), которые выполнены в виде планарной металлической пластины и, по меньшей мере, через один сигнальный контактный элемент (СКЭ) и, по меньшей мере, один земляной контактный элемент (ЗКЭ) подключены в области апертуры антенны к АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, соответственно, компенсатор, который выполнен из двух одинаковых планарных металлических пластин, расположенных на одной поверхности диэлектрической подложки с сигнальным полосковым проводником запитывающего отрезка полосковой линии передачи, при этом одна и другая пластины компенсатора установлены симметрично с одной и другой стороны сигнального полоскового проводника запитывающего отрезка полосковой линии передачи, соответственно, в области подключения его к центральному проводнику коаксиального соединителя.
В основу антенны положена печатная АПЩЛ, например описанная (Заргано Г.Ф., Лерер А.М., Лялин В.П., Синявский Г.П. Линии передачи сложных сечений, г. Ростор-на-Дону, Изд. Ростовского университета, 1984 г., стр. 179-185); (LANGLEY J D SET: "Balansced antipodal Vivaldi antenna for wide bandwidth phased arrays", IEE Proceeding: Microwaves, Antennas and Propagation, IEE Stevenage, Herts, Gb. vol/143, no. 2,18 April 1996(1996-04-18), pages 97-102); (FOURIKIS Ν ET AL: "Parametric study of the co-and crosspolarisation characteristics of tapered planar and antipodal slotline antennas" IEE Proceeding H. Microwaves, Antennas & Propagation, Institution of Electrical Enginineers. Stevenage, GB, vol. 140, no. 1, Februaryl 993 (1993-02-01), pages 17-22).
Излучающая часть антенны состоит из двух излучающих структур объединенных в одной апертуре и имеющих общую продольную ось: первая излучающая структура - АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ секторного типа без перекрытия; вторая излучающая структура - АСМИП и АЗМИП расположены в области апертуры вдоль внутренних боковых кромок АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия. Первая и вторая излучающие структуры, сигнальная с сигнальной и земляная с земляной, гальванически соединены в области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ соответственно.
К внешним боковым кромкам первой излучающей структуры АСМП и АЗМП подключены СИН и ЗИН через СКЭ и ЗКЭ, а к торцевым кромкам второй излучающей структуры АСМИП и АЗМИП подключены ДСМИП и ДЗМИП через апертурные перемычки, соответственно.
В области нулевого перекрытия АПЩЛ к гальваническому соединению двух излучающих структур АСМП и АСМИП подключается сигнальный полосковый проводник запитывающего отрезка полосковой линии передачи, а к гальваническому соединению АЗМП и АЗМИП подключается земляная плоскость. Возбуждающее устройство, с точки зрения электродинамики, представляет из себя согласованный сверхширокополосный модоимпедансный трансформатор, обеспечивающий возбуждение из одной точки одновременно двух излучающих структур, (например: Е.И. Нефедов, В.В. Козловсий, А.В. Згурский. Микрополосковые излучающие и резонансные устройства. - Киев: Тэхника, 1990, - 160 с.).
Излучающие структуры антенны, в зависимости от длины волны рабочего диапазона частот, можно условно разделить на три поддиапазона: низкочастотный, среднечастотный и высокочастотный. При таком условном разделении каждому поддиапазону частот можно поставить в соответствие свой электродинамический режим моделирования, адекватный определенному типу известных антенн.
Низкочастотный (длинноволновый) поддиапазон определяется длинами волн, когда ширина области максимального раскрыва апертуры много меньше длины волны этого поддиапазона. В этом режиме АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ представляют из себя плечи электрически укороченного печатного вибратора, с развернутыми под углом плечами и с подключенными СИН и ЗИН, которые в данном поддиапазоне длин волн, как правило, имеют емкостной характер. Такой вибратор аналогичен, например, уголковому вибратору А.А. Пистелькорса (например: А.Л. Драбкин, В.Л. Зузенко. Антенно-фидерные устройства. Изд. "Советское Радио", Москва, 1961 г., 861 с.).
Среднечастотный (переходной) поддиапазон определяется длинами волн, когда ширина области максимального раскрыва апертуры близка к длине волны этого поддиапазона. В этом режиме АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ с подключенными СИН и ЗИН можно рассматривать как аналог печатной логопериодической антенны (например: ΚIΜ-LU WOND. Compact and Broadband Microstrip Antennas. 2002, 327pp.)
Высокочастотной (сверхвысокочастотный) поддиапазон определяется длинами волн, когда расстояние между АСМИП и АЗМИП в области максимального раскрыва апертуры соизмеримо с длиной волны и в направлении области нулевого перекрытия также соизмеримо с длиной волны этого поддиапазона. В этом режиме АСМИП и АЗМИП можно рассматривать как рупорную антенну с открытыми боковыми стенками (например: Constantine A. Balanis. Antenna Theori analysis and design. Arisona State University, 1997, 941pp.).
10
10
Для первой излучающей структуры АСМП - АЗМП в области соединения запитывающего отрезка полосковой линии передачи с волной типа квази-ТЕМ формируется токовый режим возбуждения; для второй излучающей структуры АСМИП-АЗМИП формируется волновой (модовый) режим, а именно волна квази - ТЕМ трансформируется в волну волноводного типа Н АПЩЛ с нулевым перекрытием с последующей трансформацией в волноводную волну типа Н, идентичную волне рупорных антенн.
Конструкция СИН и ЗИН, электродинамически представляют сосредоточенные емкости. Поэтому подключение СИН и ЗИН через СКЭ и ЗКЭ к АСМП и АЗМП эквивалентно электрическому удлинению АСМП и АЗМП, что обеспечивает расширение рабочего диапазона частот в низкочастотную область.
Подключение ДСМИП и ДЗМИП через апертурные перемычки к АСМИП и АЗМИП обеспечивает плавный частотный переход от области среднечастотного (переходного) поддиапазона в область высокочастотного (сверхвысокочастотного) поддиапазона, что позволяет существенно улучшить характеристику согласования, а также уменьшить неравномерность характеристики согласования, убрать провалы в диаграмме направленности, уменьшить неравномерности диаграммы направленности, уменьшает величину кроссполяризационной составляющей электрического поля, уменьшает уровень боковых лепестков и уровень обратного излучения.
Антенна может быть выполнена с расположением продольной линия геометрической симметрии АСМИП и АЗМИП и расположением продольной линия геометрической симметрии ДСМИП и ДЗМИП на одной плоскости, которая проходит через середину толщины диэлектрической подложки.
Антенна может быть выполнена с расположением АСМИП и АЗМИП одной боковой кромкой на одной и другой поверхности диэлектрической подложки вдоль внутренних боковых кромок АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, соответственно, при этом ДСМИП и Д ЗМИП расположены со стороны АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, соответственно, вдоль продольной оси антенны.
Антенна может быть выполнена с шириной АСМП и АЗМП от области нулевого перекрытия, апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, в направлении области максимального раскрыва апертуры, выполнена увеличивающейся, причем увеличение ширины вдоль продольной оси описывается линейной или нелинейной функцией.
Антенна может быть выполнена с одной боковой кромкой АСМИП и АЗМИП расположенных на одной и другой поверхности диэлектрической подложки вдоль внутренних боковых кромок АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия выполнены линейной формы, при этом ширина АСМИП и АЗМИП по другой боковой кромки, от области нулевого перекрытия в направлении области максимального раскрыва апертуры, выполнена увеличивающейся или уменьшающейся, причем увеличение или уменьшение ширины вдоль продольной оси описывается линейной или нелинейной функцией.
Антенна может быть выполнена с шириной АСМИП и АЗМИП от области нулевого перекрытия, апертурного отрезка АПЩ Л без перекрытия, в направлении области максимального раскрыва апертуры, вдоль продольной оси выполнена постоянной.
Максимальная ширина АСМИП и АЗМИП в области максимального раскрыва апертуры и функция, описывающая продольную форму поверхностей, вдоль продольной оси антенны, определяют: коэффициент усиления; верхнюю граничную частоту; уровень и величину неравномерности характеристики согласования в высокочастотной части диапазона рабочих частот, ширину главного лепестка диаграммы направленности; уровень боковых лепестков и уровень обратного излучения; уровень кросполяризационной составляющей электрического поля.
Выбор расположения АСМИП и АЗМИП относительно диэлектрической подложки определяется диапазоном частот.
Антенна может быть выполнена с шириной ДСМИП и Д ЗМИП от области максимального раскрыва апертуры в направлении области нулевого перекрытия, апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, выполнена увеличивающейся или уменьшающейся, причем увеличение или уменьшение ширины вдоль продольной оси описывается линейной или нелинейной функцией.
Антенна может быть выполнена с шириной ДСМИП и Д ЗМИП от области максимального раскрыва апертуры в направлении области нулевого перекрытия, апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, вдоль продольной оси антенны постоянной.
Антенна может быть выполнена с длиной ДСМИП и ДЗМИП вдоль внешней боковой кромки, АСМП и АЗМП меньше или равна длине диэлектрической подложке.
Выбор ширины и формы ДСМИП и ДЗМИП определяется эквивалентом емкости, которым они соответствуют.
Антенна может быть выполнена с расположением ДСМИП и ДЗМИП параллельно или развернутыми под углом Ψ к одной и другой продольным боковым сторонам диэлектрической подложки, соответственно, при этом угол Ψ лежит в пределах 0°≤Ψ≤90°.
Длина, ширина (профиль по длине) и угол наклона ДСМИП и ДЗМИП определяются среднечастотным диапазоном рабочего диапазона частот антенны.
Антенна может быть выполнена с сужением АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия по внутренней боковой кромке, от области нулевого перекрытия в направлении области максимального раскрыва апертуры, вдоль продольной оси антенны, описывается линейной или нелинейной функцией.
Выбор функции описывающей сужение по внутренней боковой кромке АСМП и АЗМП определяется нижней границей диапазона частот антенны и позволяет оптимизировать уровень согласования, неравномерность характеристики согласования, ширину диаграммы направленности и коэффициент усиления.
Функция линейного расширения по внутренней боковой кромке, от области максимального раскрыва апертуры к области нулевого перекрытия, обеспечивает работу антенны с импульсными и сверхширокополосными сигналами.
Антенна может быть выполнена с АСМП, апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, с формой внешней боковой кромки, противоположной внутренней боковой кромке, параллельной продольной оси антенны.
Антенна может быть выполнена с формой АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, по внешней боковой кромке, противоположной внутренней боковой кромке, относительно продольной оси антенны, в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области нулевого перекрытия, расширяющейся или сужающейся, причем расширение или сужение описывается линейной или нелинейной функцией.
Выбор функции, описывающей металлические пластины АСМП и АЗМП по внешней боковой кромке линейной, параллельной продольной оси антенны, или функции описывающей сужение или расширение - определяет диапазон частот в низкочастотной части рабочего диапазона частот. Оптимальный выбор формы внутренней и внешней боковой кромки АСМП и АЗМП позволяет оптимизировать низкочастотную часть диапазона, характеристику согласования, диаграмму направленности, уровень боковых лепестков, уровень обратного излучения и величину кросполяризационной составляющей электрического поля.
Антенна может быть выполнена с диэлектрической подложкой АПЩЛ прямоугольной формы, при этом продольные боковые стороны диэлектрической подложки расположены параллельно продольной оси антенны.
Антенна может быть выполнена с боковыми сторонами диэлектрической подложки АПЩЛ, воль продольной оси антенны в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области нулевого перекрытия, выполнены расширяющейся или сужающейся формы, причем расширение или сужение диэлектрической подложки описывается линейной или нелинейной функцией.
Ширина диэлектрической подложки в области максимального раскрыва апертурного, отрезка АПЩЛ без перекрытия, может быть равна или больше максимального раскрыва апертуры
Выбор формы диэлектрической подложки определяется геометрическими формами АСМП и АЗМП, расположением СИН и ЗИН, а также геометрическими формами и расположением ДАСИП и ДЗМИП.
±m/n
bx
dx
Нелинейный закон сужения и расширения продольной формы АСМИП и АЗМИП; продольной формы ДСМИП и ДЗМИП; сужение по внутренней боковой кромке АСМП и АЗМП, сужение или расширение по внешней боковой кромке АСМП и АЗМП; сужение или расширение по внешней боковой стороне диэлектрической подложки, могут быть описаны, например, нелинейной функцией вида y=ax или, например, функцией вида у=ae+c, где: а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительным числом; m, n - целые положительные взаимно простые числа, причем m≠n и n>m; х - координата, соответствует продольной оси антенны.
Выбор вида функции нелинейного закона, описывающего сужение или расширение: - продольной формы и ширины АСМИП и АЗМИП; - ширина ДСМИП и ДЗМИП; - сужение по внутренней боковой кромке АСМП и АЗМП; - сужение или расширение по внешней боковой кромке АСМП и АЗМП - сужение или расширение по внешней боковой кромке диэлектрической подложки, позволяет: оптимизировать поперечные и продольный размеры апертуры в заданном частотном диапазоне; улучшить уровень согласования; увеличить коэффициент усиления; минимизировать уровень боковых лепестков и уровень обратного излучения; уменьшить уровень кросполяризационной составляющей.
Антенна может быть выполнена с расположением металлической планарной пластины СИН и ЗИН на свободных поверхностях диэлектрической подложки апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, причем металлическая пластина СИН расположена на одной поверхности диэлектрической подложки с АЗМП под поверхностью АСМП, а металлическая пластина ЗИН расположена на одной поверхности диэлектрической подложки с АСМП под поверхностью АЗМП, при этом СКЭ и ЗИН установлены перпендикулярно поверхности диэлектрической подложки.
Антенна может быть выполнена с металлической планарной пластиной СИН и ЗИН в сторону уменьшения в форме подобной форме АСМП и АЗМП соответственно, или в форме правильной геометрической фигуры.
Выполнение СИН и ЗИН в виде металлической планарной пластины с расположением СИН под АСМП и ЗИН под АЗМП, позволяет располагать СКЭ и ЗКЭ как по краю области, так и в любом месте поверхности области СИН и ЗИН, формируя тем самым для АСМП и АЗМП разные функции импедансного удлинения. Например, соединение внешней боковой кромки АСМП и АЗМП с соответствующей СИН и ЗИН - увеличивает геометрическую площадь АСМП и АЗМП и длину их внешних боковых кромок, а соединение по поверхности - соответствует подключению импедансной нагрузки, что позволяет уменьшить нижнюю граничную частоту антенны без увеличения геометрических размеров апертуры при высоком уровне согласования и низкой неравномерности характеристики согласования.
Металлическая планарная область СИН и ЗИН может быть выполнена в форме правильной геометрической фигуры, например, прямоугольной формы, в форме эллипса или
Антенна может быть выполнена с расположением планарной металлической пластины СИН и ЗИН между внешними боковыми кромками АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия и ДСМИП и ДЗМИП, соответственно, и перпендикулярно АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, при этом СКЭ и ЗКЭ установлены параллельно поверхности диэлектрической подложки.
СКЭ и ЗКЭ соответственно СИН и ЗИН может быть выполнен: по меньшей мере, из одного металлического проводника; в виде металлической ленты, при этом максимальная длина металлической ленты меньше или равна длине СИН и ЗИН; в виде сосредоточенной индуктивности или емкости или в виде полупроводникового элемента, с регулируемой электрическим путем емкостью.
В обоих вариантах выполнения и расположения металлической пластины СИН и ЗИН могут быть выполнены например: - одинаковыми по импедансу и одинаково подключены СКЭ и ЗКЭ в одинаковых точках на поверхности АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, соответственно; - различными по импедансу и могут быть подключены в одинаковых или разных точках поверхности АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, соответственно.
Соединение внешней боковой кромки металлической пластины СИН и ЗИМ, расположенных на соответствующей поверхности диэлектрической подложки, с внешней боковой кромкой соответствующей АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, позволяет увеличить геометрические размеры АСМП и АЗМП без увеличения геометрических размеров апертуры, и тем самым существенно расширить рабочий диапазон частот антенны в низкочастотную область с высоким уровнем согласования и незначительной неравномерностью характеристики согласования.
Для варианта расположения контактного элемента со стороны внешней боковой кромки металлических пластин апертурного отрезка АПЩЛ СКЭ и ЗКЭ может быть выполнен, например, в виде сосредоточенных индуктивности или емкости или в виде последовательного или параллельного контура или на основе полупроводникового элемента с регулируемой электрическим путем емкостью.
Выбор импеданса СИН и ЗИН, точек подключения к АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, тип и количество СКЭ и ЗКЭ определяется по результатам электродинамического моделирования в низкочастотном части диапазона.
Конструктивно СКЭ и ЗКЭ, установленные с краю диэлектрической подложки, могут быть выполнены, например, в виде ленточного проводника с длиной, например, меньшей или равной длине внешней боковой кромки СИН и ЗИН или выполнены в виде штырей. При выполнении соединения по поверхности через диэлекгрическую подложку - СКЭ и ЗКЭ выполнен только в виде металлических штырей.
Антенна может быть выполнена с гальваническим соединением одной и другой металлических пластин компенсатора, по меньшей мере, одной металлической перемычкой с земляной плоскостью запитывающего отрезка полосковой линии передачи.
Металлические перемычки компенсаторов могут быть выполнены, например, в виде металлических проводников расположенных в отверстиях диэлектрической подложке.
Антенна может быть выполнена с установкой двух одинаковых нагрузок компенсатора, которые выполнены в виде прямоугольных пластин из высокочастотного радиопоглощающего материала и установлены на металлическую поверхность одной и другой пластин компенсатора, соответственно.
Гальваническое соединение металлических пластин компенсатора с земляной плоскостью отрезка полосковой линии передачи устраняет подповерхностные волны запитывающего отрезка полосковой линии передачи и тем самым уменьшает уровень обратного излучения антенны.
Установка на каждую металлическую пластину компенсатора пластины из высокочастотного радиопоглощающего материала позволяет устранить поверхностные волны отрезка полосковой линии передачи и тем самым уменьшить потери на излучение, улучшить согласование с коаксиальным соединителем, уменьшить уровень обратного излучения, а также уменьшить затекание поверхностного электрического тока на внешний экран коаксиального соединителя и соответственно канализирующего коаксиального кабеля и тем самым уменьшить уровень паразитного излучения с земляного проводника коаксиального кабеля и уменьшить уровень обратного излучения антенны.
Антенна может быть выполнена с сигнальным нагрузочным импедансным шлейфом (СНИШ), выполненным в виде планарной металлической пластины, который установлен на одной поверхности со стороны торцевой кромки АСМП отрезка АПЩ Л с нулевым перекрытием и одной торцевой кромкой сигнальным соединительным элементом (ССЭ) гальванической или электромагнитной связью подключен к торцевой кромке АСМП отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием.
ССЭ СНИШ гальванической связи может быть выполнен в виде металлической полоски, ширина которой меньше или равна длине торцевой кромки металлической пластины СНИШ со стороны подключения к АСМП апертурного отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием.
ССЭ СНИШ электромагнитной связи может быть выполнен в виде воздушного импедансного разделительного зазора, который в зависимости от формы и/или ширины зазора определяет уровень электромагнитной связи, которая может быть однородной или неоднородной, при этом коэффициент электромагнитной связи является величиной частотно зависимой.
ССЭ СНИШ гальванической импедансной связи может быть выполнен в виде распределенного или сосредоточенного активного или реактивного элемента (резистивной пленки, емкости или индуктивности), при этом емкость может быть выполнена на полупроводниковом элементе с регулируемой электрическим путем емкостью. Реактивные элементы, например, могут быть соединены между собой в виде последовательного или параллельного контура.
Установка СНИШ и выбор ССЭ позволяет улучшить согласование, уменьшить неравномерность характеристики согласования в диапазоне частот, уменьшить уровень обратного излучения.
Антенна может быть выполнена с сигнальным импедансным контррефлектором (СИКР), выполненным в виде планарной металлической пластины, который установлен на одной плоскости диэлектрической подложки с АСМП отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием и разделен импедансным компенсационным зазором (ИКЗ) от торцевой кромки АСМП отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием или от другой торцевой кромки СНИШ.
СИКР может располагаться непосредственно со стороны торцевой кромки АСМП апертурного отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием, а в случае установки СНИШ будет располагаться со стороны другой его торцевой кромки.
ИКЗ выполнен в виде разделительного зазора, который по ширине может быть выполнен: одинаковой ширины (однородный зазор) или переменной ширины (неоднородный зазор). Таким образом форма и площадь СИКР и ширина и форма зазора определяют величину активной и/или реактивной составляющей, сформированной со стороны торцевой кромки АСМП апертурного отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием, а в случае установки СНИШ со стороны другой его торцевой кромки.
Установка СИКР позволяет: уменьшить уровень обратного излучения антенны, уменьшить уровень боковых лепестков, улучшить согласование, уменьшить неравномерность характеристики согласования в низкочастотной и среднечастотной части диапазона рабочих частот.
Антенна может быть выполнена с металлической земляной пластиной запитывающего отрезка полосковой линии передачи или прямоугольной формы, или Г-образной формы, или Τ-образной формы, при этом ширина вертикальной ветви металлической земляной пластины Г-образной формы, или Τ-образной формы равна или больше расстояния между внешними боковыми кромками одного и другого металлических компенсаторов.
Антенна может быть выполнена с подключением земляной нагрузочный импедансный шлейф (ЗНИШ), выполненный в виде планарной металлической пластины, который установлен на одной поверхности со стороны другой торцевой кромки горизонтальной ветви металлической земляной пластины запитывающего отрезка полосковой линии передачи Г-образной формы или Τ-образной формы, и одной торцевой кромкой земляным соединительным элементом (ЗСЭ) гальванической связью или электромагнитной связью подключен к другой торцевой кромке ЗНИШ.
ЗСЭ гальванической связи выполнен в виде металлической полоски, длина которой меньше или равна длине горизонтальной ветви металлической земляной пластины запитывающего отрезка полосковой линии передачи Г-образной формы или Τ-образной формы, со стороны подключения к АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием.
ЗСЭ электромагнитной связи может быть выполнен в виде импедансного разделительного зазора однородной или неоднородной формы.
ЗСЭ гальванической импедансной связи выполнен в виде распределенного или сосредоточенного активного и/или реактивного элемента, или сосредоточенного полупроводникового элемента с изменяющейся электрическим путем емкость.
Антенна может быть выполнена с апертурной сигнальной импедансной (АСИ) перемычкой и апертурный земляной импедансной (АЗИ) перемычкой, которые расположены на поверхности диэлектрической подложки с АСМП и с АЗМП, соответственно, в области апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия и соединяют гальванически АСМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия с САМИП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия с АЗМИП.
АСИ перемычка и АЗИ перемычка могут быть выполнены: - по меньшей мере из одного металлического проводника; - в виде одной металлической полоски, при этом длина металлической полоски АСИ перемычки и АЗМ перемычки меньше или равна максимальной длине внешней боковой кромки АСМП или максимальной длине АСМИП в области апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия; - в виде распределенного или сосредоточенного активного и/или реактивного элемента, или в виде сосредоточенного полупроводникового элемента с изменяющейся электрическим путем емкостью.
АСИ перемычка и СЗИ перемычка расположены на поверхности диэлектрической подложки с АСМП и с АЗМП, соответственно, в области апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия.
АСИ перемычка и СЗИ перемычка могут располагаться по отношению области нулевого перекрытия АСМП и АЗМП на одинаковом расстоянии или разном расстоянии.
Подключение АСМИП и АЗСМП с помощью АСИ и СЗИ перемычек к АСМП и АЗМП соответственно, позволяет опустить рабочую граничную частоту в низкочастотную область без изменения геометрических размеров апертуры антенны и обеспечить высокий уровень согласования.
Антенна может быть выполнена с установкой апертурной диэлектрической вставки в области апертуры между АСМИП и АЗМИП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия.
Апертурная диэлектрическая вставка может быть выполнена: - с относительной диэлектрической проницаемостью равной единице; - с относительной диэлектрической проницаемостью равной, или больше, или меньше относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки.
Апертурная диэлектрическая вставка может быть выполнена в форме пластины, или в форме идентичной форме апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, при этом длина апертурной диэлектрической вставки может быть меньше, или равна, или больше длины проекции апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия на продольную ось антенны, а высота апертурной диэлектрической вставки меньше, или равна, или больше максимальной ширины АСМИП и АЗМИП.
Антенна может быть выполнена с двумя, одной и другой, одинаковыми симметрирующими диэлектрическими пластинами, которые установлены на одну и другую поверхность диэлектрической подложки, соответственно, причем относительная диэлектрическая проницаемость симметрирующих диэлектрических пластин равна, или меньше, или больше относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки, при этом толщина симметрирующих диэлектрических пластин меньше, или равна, или больше толщины диэлектрической подложки.
Одна и другая симметрирующие диэлектрические пластины, например, могут быть выполнены с продольным и поперечным размерами, идентичными продольному и поперечному размерам диэлектрической подложки или, например, идентичными размерам АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия и располагаться только на поверхности этих пластин и, например, с размерами равными размерам поверхности диэлектрической подложки апертурного отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием.
Установка двух одинаковых диэлектрических пластин, с относительной диэлектрической проницаемостью, например, равной относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки, на одну и другую поверхность диэлектрической подложки образуют симметричную однородно заполненную диэлектрическую структуру для АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ. Симметрия и однородное заполнение структуры апертурного отрезка АПЩЛ позволяет уменьшить неравномерность характеристики согласования, уменьшить уровень боковых лепестков, уменьшить уровень кросполяризационной составляющей электрического поля.
Установка диэлектрических пластин с относительной диэлектрической проницаемостью больше относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки формирует интегральную относительную диэлектрическую проницаемость структуры для АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ больше относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки, что позволяет расширить рабочий диапазон частот в низкочастотную область без изменения геометрических размеров апертуры.
Установка диэлектрических пластин с относительной диэлектрической проницаемостью меньше относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки формирует интегральную относительную диэлектрическую проницаемость структуры для АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ меньше относительной диэлектрической проницаемости диэлектрической подложки, что позволяет уменьшить неравномерность характеристики согласования в низкочастотной области.
Антенна может быть выполнена с установкой диэлектрической под ложки, с расположенными на ней планарными и объемными элементами антенны, в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе.
Радиопрозрачный противоударный диэлектрический кожух, может быть выполнен прямоугольной формы полностью закрывающий антенну с выведенным из кожуха коаксиальным соединителем. Кожух, например, может быть выполнен из листового диэлектрического материала, с относительной диэлектрической проницаемостью близкой к единице и с минимальным значением тангенса угла диэлектрических потерь во всем рабочем диапазоне частот, обеспечивая высокую механическую прочность конструкции, высокую эксплуатационную надежность, пассивность к внешним климатическим воздействиям, что позволяет использовать антенну как в помещениях так и на открытых площадках в любых климатических условиях без ухудшения электрических характеристик, а также возможность транспортировать любыми видами транспорта.
Антенна может быть выполнена с установкой между радиопрозрачным противоударным диэлектрическим кожухом и диэлектрической подложкой, с расположенными на ней планарными и объемными элементами антенны, по меньшей мере, одного демпфера, выполненного из упругого радиопрозрачного диэлектрического материала.
Демпферы могут быть выполнены в виде пластин, которые установлены по всей внутренней поверхности кожуха. Возможно использование нескольких пластин демпфера с различным коэффициентом упругости каждая, при этом пластины устанавливаются одна на другую, обеспечивая тем самым повышенную виброакустическую защиту антенны от внешних источников.
Возможно выполнение демпфера, заполняющего все свободное пространство между антенной и диэлектрическим кожухом. В этом случае используются, например, вспененные диэлектрики на основе полиуретана.
Демпферы обеспечивают защиту антенны от внешних вибраакустических воздействий, внешних акустических помех и акустических полей, что обеспечивает устранение микрофонного эффекта и акустоэлектрических преобразований в антенне, что соответствует устранению паразитной модуляции диаграммы направленности и паразитной амплитудной модуляции излученного или принятого электромагнитного сигнала.
На фиг. 1 - схематически изображена конструкция антенны, выполненная на диэлектрической подложке, с размещенными на ней суживающимися по внутренней боковой кромки по экспоненциальному закону АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, АСМИП и АЗМИП выполнены расширяющимися по экспоненциальному закону, ДСМИП и ДЗМИП выполнены прямоугольной формы и длиной меньше длины внешней боковой кромки АСМП и АЗМП, ДСМИП и ДЗМИП установлены перпендикулярно и параллельно плоскости диэлектрической подложки и параллельно внешним боковым кромкам АСМП и АЗМП и торцами подключены апертурными перемычками в виде ленточного проводника к торцам АСМИП и АЗМИП, АСМП и АЗМП гальванически соединены с АСМИП и АЗМИП в области нулевого перекрытия апертурного отрезка АПЩЛ, продольная линия геометрической симметрии АСМИП и АСМИП и продольная линия геометрической симметрии ДСМИП и ДЗМИП расположены на одной плоскости, проходящей через середину толщины диэлектрической подложки, СИН и ЗИН выполнены в виде планарной металлической пластины, СКЭ и ЗКЭ выполнены в виде ленточного проводника и подключены в области апертуры к АСМП и АЗМП, одним концом отрезок полосковой линии передачи в области нулевого перекрытия гальванически соединен с АСМП, а другим концом в области металлических пластин компенсатора соединен с центральным проводником коаксиального соединителя, земляная плоскость отрезка полосковой линии передачи гальванически соединена, в области нулевого перекрытия апертурного отрезка АПЩЛ, одной торцевой кромкой с торцевой кромкой АЗМП;
на фиг. 2 - схематически изображена конструкция антенны (фиг. 1), выполненная с расположением одной боковой кромкой АСМИП и АСМИП на поверхности диэлектрической подложки вдоль внутренних боковых кромок АСМП и АЗМП, ДСМИП и ДЗМИП выполнены в форме трапеции;
на фиг. 3 - схематически изображена конструкция антенны (фиг. 2), АСМИП и АСМИП выполнены постоянной ширины, длина металлической пластины СКЭ и ЗКЭ равна длине СИН и ЗИН, ДСМИП и ДЗМИП выполнены в форме треугольника;
на фиг. 4 - схематически изображена конструкция антенны (фиг. 2), выполненная с АСМИП и АСМИП сужающимися по экспоненциальному закону от области нулевого перекрытия в направлении максимального раскрыва апертуры, апертурные сигнальная и земляная перемычки выполнены в виде одного проводника, СКЭ и ЗКЭ выполнены, например, из пяти узких проводников;
на фиг. 5 - схематически изображена конструкция антенны (фиг. 1), с длиной ДСМИП и ДЗМИП, равной длине диэлектрической подложки отрезка АПЩЛ;
на фиг. 6 - схематически изображена конструкция антенны (фиг. 3) с выполнением СИН и ЗИН в виде планарной области, расположенных на свободных поверхностях диэлектрической подложки апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, где металлическая область СИН расположена на одной поверхности диэлектрической подложки с АЗМП, а металлическая область ЗИН расположена на одной поверхности диэлектрической подложки с АСМП, СКЭ и ЗКЭ установлены на продольной боковой поверхности диэлектрической подложки параллельных продольной оси антенны;
на фиг. 7 - схематически изображена проекция одной поверхности диэлектрической подложки на другую поверхность диэлектрической подложки антенны (фиг. 5), где сужение АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия по внутренней боковой кромки, от области нулевого перекрытия в направлении области максимального раскрыва апертуры, выполнено линейным, длина СИМ и ЗИМ равна длине внешней боковой кромки АСМП и АЗМП, соответственно;
на фиг. 8 - схематически изображена проекция одной поверхности диэлектрической подложки на другую поверхность диэлектрической подложки антенны (фиг. 5), где профиль АСМИП и АЗМИП, вдоль внутренних боковых кромок АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, от области нулевого перекрытия в направлении области максимального раскрыва апертуры, выполнен линейным, СИН и ЗИН соединены СКЭ и ЗКЭ в области максимальной ширины АСМП и АЗМП, ДСМИП и ДЗМИП расположены под углом к внешней боковой кромки АСМП и АЗМИ;
на фиг. 9 - схематически изображена антенны (фиг. 7), где сужение АСМП и АЗМП и профиль АСМИП и АЗМИП, вдоль внутренних боковых кромок АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия по внутренней боковой кромки от области нулевого перекрытия в направлении области максимального раскрыва апертуры, выполнены линейными, ДСМИП и ДЗМИП расположены под углом к внешней боковой кромки АСМП и АЗМИ;
на фиг. 10 - схематически изображена проекция одной поверхности диэлектрической подложки на другую поверхность диэлектрической подложки антенны (фиг. 5), где внешняя боковая кромка АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия, от области нулевого перекрытия в направлении максимального раскрыва апертуры, выполнена нелинейной, СИН и ЗИН подключены к внешней боковой кромке АСМП и АЗМП, например, четырьмя СКЭ и ЗКЭ, которые выполнены в виде проводника;
на фиг. 11 - схематически изображена антенны (фиг. 8), где профиль АСМИП и АЗМИП, вдоль внутренних боковых кромок АСМП и АЗМП апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия выполнен нелинейным, торцевая кромка АСМП и АЗМП выполнена нелинейной, при этом ширина АСМП и АЗМП, от области максимального раскрыва апертуры в направлении области нулевого перекрытия, выполнена суживающейся по нелинейному закону;
на фиг. 12 - изображен вариант антенны (фиг. 10) с расположением АСМИП и АЗМИП под углом 90° к боковой кромке диэлектрической подложки;
на фиг. 13 - схематически изображена проекция одной поверхности диэлектрической подложки на другую поверхность диэлектрической подложки антенны (фиг. 6), где металлические пластины СИН и ЗИН соединены по поверхности с АСМП и АЗМП через СКЭ и ЗКЭ, выполненные в виде металлических проводников, например пяти, проходящих через диэлектрическую подложку;
на фиг. 14 - схематически изображена проекция одной поверхности диэлектрической подложки на другую поверхность диэлектрической подложки антенны (фиг. 6), где длина АСМИП и АЗМИП меньше длины внутренней боковой кромки АСМП и АЗМП, а длина ДСМИП и ДЗМИП больше длины внешней боковой кромки АСМП и АЗМП, СКЭ и ЗКЭ расположены на боковой продольной кромке диэлектрической подложки;
на фиг. 15 - схематически изображена антенны (фиг. 13), где диэлектрическая подложка АПЩЛ, воль продольной оси антенны по боковым сторонам, в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области нулевого перекрытия, выполнена линейно расширяющейся;
на фиг. 16 - схематически изображена антенны (фиг. 14), где диэлектрическая подложка АПЩЛ воль продольной оси антенны по боковым сторонам, в направлении от области максимального раскрыва апертуры к области нулевого перекрытия, выполнена линейно сужающейся;
на фиг. 17 - схематически изображена проекция одной поверхности диэлектрической подложки на другую поверхность диэлектрической подложки антенны (фиг. 5), где одна и другая металлические пластины компенсатора гальванически соединены с земляной плоскостью запитывающего отрезка полосковой линии передачи, например, тремя металлическими проводниками в каждой, при этом СНИШ ССЭ, выполненный в виде прямоугольного ленточного проводника шириной, например, равной ширине СНИШ, гальванически соединен с торцевой кромкой АСМП;
на фиг. 18 - схематически изображена антенны (фиг. 17), где ССЭ СНИШ выполнен в виде узкого ленточного проводника, шириной меньше ширины СНИШ;
на фиг. 19 - схематически изображена антенны (фиг. 17), где ССЭ СНИШ выполнен в виде воздушного зазора однородной формы, разделяющего СНИШ от торцевой кромки АСМП;
на фиг. 20 - схематически изображена антенны (фиг. 19), где ССЭ СНИШ выполнен в виде воздушного зазора неоднородной формы, СНИШ выполнен в виде неоднородного ленточного проводника;
на фиг. 21 - схематически изображена антенны (фиг. 17), где внешние боковые кромки АСМП и АЗМП расположены под углом к одной и другой внешним боковым сторонам диэлектрической подложки, СИКР выполненный в форме прямоугольника, установлен на одной плоскости с АСМП и ССЭ выполнен в виде однородного импедансного зазора;
на фиг. 22 - схематически изображена антенны (фиг. 21), где боковая кромка СИКР, со стороны торцевой кромки АСМП, выполнена неоднородной формирующая, таким образом, неоднородный импедансный зазор;
на фиг. 23 - схематически изображена антенны (фиг. 13) с металлической земляной пластиной запитывающего отрезка полосковой линии передачи выполненной Г-образной формы, где горизонтальная ветвь расположена со стороны боковой кромки диэлектрической подложки;
на фиг. 24 - схематически изображена антенны (фиг. 14) запитывающего отрезка полосковой линии передачи выполненной Г-образной формы, где горизонтальная ветвь расположена со стороны продольной оси антенны;
на фиг. 25 - схематически изображена антенны (фиг. 13) с металлической земляной пластиной запитывающего отрезка полосковой линии передачи выполненной Τ-образной формы;
на фиг. 26 - схематически изображена антенны (фиг. 23) с гальваническим подключением к горизонтальной ветви металлической земляной пластины ЗНИШ через ЗСЭ, выполненным в виде металлической полоски;
на фиг. 27 - схематически изображена антенны (фиг. 25) с гальваническим подключением к одной горизонтальной ветви металлической земляной пластины ЗНИШ через ЗСЭ, выполненный в виде металлической полоски и с электромагнитным подключением к другой горизонтальной ветви ЗНИШ через ЗСЭ, выполненный виде импедансного разделительного зазора неоднородной формы;
на фиг. 28 - схематически изображена антенны (фиг. 24) с электромагнитным подключением к одной горизонтальной ветви металлической земляной пластины ЗНИШ через ЗСЭ, выполненный виде импедансного разделительного зазора неоднородной формы;
на фиг. 29 - схематически изображена антенны (фиг. 22), где СНИШ выполнен в виде неоднородного ленточного проводника и двумя ССЭ одной боковой кромкой гальванически соединен с торцевой кромкой АСМП, а другой боковой кромкой разделен неоднородным импедансным зазором от боковой кромки неоднородного СИКР, металлическая земляная пластина запитывающего отрезка полосковой линии передачи выполненной Τ-образной формы, с электромагнитным подключением к его одной горизонтальной ветви ЗНИШ через ЗСЭ, выполненный виде импедансного разделительного зазора неоднородной формы;
на фиг. 30 - схематически изображены примеры возможного выполнения неоднородного СНИШ, ЗИНШ и ИКЗ и ЗСЭ в виде воздушного зазора неоднородного формы;
на фиг. 31 - схематически изображены примеры возможного выполнения неоднородного СИКР и формы неоднородного импедансного воздушного зазора;
на фиг. 32 - схематически изображена конструкция антенны (фиг. 2) с установленными, например, одинаковыми пятью АСИ перемычками и АЗИ перемычками, выполненными в виде металлических проводников, гальванически соединяющими АСМП с АСМИП и АЗМП с СЗМИП, АСИ перемычка расположена на поверхности диэлектрической подложки с АСМП, а АЗИ перемычка расположена на поверхности диэлектрической подложки с АЗМП;
на фиг. 33 - схематически изображена конструкция антенны (фиг. 32) с выполнением АСИ перемычки и АЗИ перемычки в виде одной металлической полоски, гальванически соединяющей по всей длине АСМП с АСМИП и АЗМП с СЗМИП;
на фиг. 34 - схематически изображено продольное сечение антенны (фиг. 17) с установленной в области апертуры между АСМИП и АЗМИП отрезка АПЩЛ без перекрытия апертурной диэлектрической вставки, профиль которой вдоль продольной оси имеет клинообразную форму, АСИ перемычка и АЗИ перемычка выполнены в виде проводников;
на фиг. 35 - схематически изображена антенна (фиг. 34) с апертурной диэлектрической вставки, профиль которой вдоль продольной оси имеет прямоугольную форму, АСИ перемычка и АЗИ перемычка выполнены в виде полосы;
на фиг. 36 - схематически изображено антенна (фиг. 34) с апертурной диэлектрической вставкой полностью заполняющей апертуру между АСМИП и АЗМИП;
на фиг. 37 - схематически изображено поперечное сечение антенны (фиг. 2) расположенной в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе;
на фиг. 38 - схематически изображено поперечное сечение антенны (фиг. 1) расположенной в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе;
на фиг. 39 - схематически изображено поперечное сечение антенны (фиг. 1) расположенной в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе с установленными двумя симметрирующими диэлектрическими пластинами;
на фиг. 40 - схематически изображено поперечное сечение антенны (фиг. 2) расположенной в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе с установленными двумя симметрирующими диэлектрическими пластинами;
на фиг. 41 - схематически изображено поперечное сечение антенны (фиг. 1) расположенной в структуре пластинчатых радиопрозрачных диэлектрических демпферов, например, трех и установленной в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе, где пластины диэлектрических демпферов расположены по внутренней поверхности диэлектрического кожуха;
на фиг. 42 - схематически изображено продольное сечение антенны (фиг. 29) расположенной в структуре диэлектрических демпферов, полностью заполняющих объем диэлектрического кожуха;
на фиг. 43 - схематически изображено поперечное сечение антенны (фиг. 42);
Антенна 1 (фиг. 1) содержит АПЩЛ, размещенную на диэлектрической подложке 2, состоящую из апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 и отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием 4, и запитывающий отрезок полосковой линии передачи 5, при этом апертура антенны 1 образована отрезком АПЩЛ без перекрытия 3 секторного типа, продольная ось 6 которой является продольной осью антенны 1, одинаковые АСМП 7 и АЗМП 8 апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 выполнены суживающимися по внутренней боковой кромке 9, например, по экспоненциальному закону от области нулевого перекрытия 10 в направлении области максимального раскрыва апертуры 11, при этом АСМИП 12 и АЗМИП 13 установлены в области апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 и расположены перпендикулярно плоскости диэлектрической подложки 2 вдоль внутренних боковых кромок 9 АСМП 7 и АЗМП 8 отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, соответственно, от области нулевого перекрытия 10 АСМП 7 и АЗМП 8 в направлении области максимального раскрыва апертуры 11 антенны 1,при этом, например, длина АСМИП 12 и АЗМИП 13 больше длины внутренней боковой кромки 9 АСМП 7 и АЗМП 8 апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, соответственно, сигнальный полосковый проводник 14 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5 размещен на одной поверхности диэлектрической подложки 2 с АСМП 7 апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 и одной торцевой кромкой 15 гальванически подключен к внутренней боковой кромке АСМП 7 в области нулевого перекрытия 10 АСМП 7 и АЗМП 8 отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием 4, а металлическая земляная плоскость 16 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5 размещена на одной поверхности диэлектрической подложки 2 с АЗМП 8 и в области нулевого перекрытия 10, АСМП 7 и АЗМП 8 отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием 4 гальванически соединена одной торцевой кромкой с торцевой кромкой 18 АЗМП 8, при этом другая торцевая кромка 17 сигнального полоскового проводника 14 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5 подключена к центральному проводнику коаксиального соединителя, АСМИП 12 и АЗМИП 13 в области нулевого перекрытия 10 апертурного отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием 4 гальванически соединены с АСМП 7 и АЗМП 8, соответственно, причем длина АСМИП 12 и АЗМИП 13 от области нулевого перекрытия 10 до области максимального раскрыва 11 апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия 4 больше длины внутренней боковой кромки 8 АСМП 6 и АЗМП 7 в области апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия 4, соответственно, при этом ДСМИП 19 и ДЗМИП 20 выполнены в виде ленточного проводника и расположены со стороны внешней боковой кромки АСМП 7 и АЗМП 8 отрезка АПЩЛ без перекрытия 4, соответственно, и перпендикулярно им, продольная линия геометрической симметрии АСМИП 12 и АЗМИП и продольная линия геометрической симметрии ДСМИП 19 и Д ЗМИП 20 расположены на одной плоскости, проходящей через середину толщины диэлектрической подложки 2, при этом торцевой кромкой 21 ДСМИП 19 и ДЗМИП 20 подключены в области максимального раскрыва апертуры 11, одной апертурной перемычкой 22 к торцевой кромке АСМИП 12 и АЗМИП 13, соответственно, причем длина ДСМИП 19 и ДЗМИП 20, например, меньше длины внешней боковой кромки 23 АСМП 7 и АЗМП 8 апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия 4, а ширина ДСМИП 19 и ДЗМИП 20, например, равна ширине АСМИП 12 и АЗМИП 13 в области максимального раскрыва апертуры 11, при этом СИН 24 и ЗИН 25 выполнены в виде планарной металлической пластины и, например, через один СКЭ 26 и ЗКЭ 27 выполненные в виде ленточного проводника подключены в области апертуры антенны к АСМП 7 и АЗМП 8 отрезка АПЩЛ без перекрытия 4, соответственно, причем компенсатор 28 сигнального полоскового проводника 14 выполнен из двух одинаковых планарных металлических пластин, которые расположены на одной поверхности диэлектрической подложки 2 с сигнальным полосковым проводником 14 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5, при этом одна и другая пластины компенсатора 28 установлены симметрично с одной и другой стороны сигнального полоскового проводника 14 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5, соответственно, в области подключения его к центральному проводнику коаксиального соединителя.
В антенне 1 (фиг. 2) АСМИП 12и АЗМИП 13 одной боковой кромкой 29 расположена на поверхности диэлектрической подложки 2 вдоль внутренних боковых кромок 9, при этом ДСМИП 19 и ДЗМИП 20 выполнены, например, в форме трапеции.
В антенне 1 (фиг. 3) АСМИП 12 и АСМИП 13 выполнены постоянной ширины, ДСМИП 19 и ДЗМИП 20 выполнены в форме треугольника.
В антенне 1 (фиг. 4) АСМИП 12 и АЗМИП 13 выполнены сужающимися по экспоненциальному закону от области нулевого перекрытия 10 в направлении области максимального раскрыва апертуры 11, апертурные перемычки 22 выполнены в виде, например, одного проводника, СКЭ 26 и ЗКЭ 27 выполнены в виде, например, из пяти проводников.
В антенне 1 (фиг. 5) ДСМИП 19 и ДЗМИП 20 выполнены с длиной равной длине диэлектрической подложки 2 отрезка АПЩЛ.
В антенне 1 (фиг. 6) СИН 24 и ЗИН 25 выполнены в виде планарной пластины, расположенные на свободных поверхностях диэлектрической подложки 2 отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, где металлическая пластина СИН 24 расположена на одной поверхности диэлектрической подложки 2 с АЗМП 8, а металлическая пластина ЗИН 25 расположена на одной поверхности диэлектрической подложки 2 с АСМП 7, СКЭ 26 и ЗКЭ 27 установлен на боковой поверхности диэлектрической подложки 2.
В антенне 1 (фиг. 7) сужение АСМП 7 и АЗМП 8 апертурного отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 по внутренней боковой кромки 9, от области нулевого перекрытия 10 в направлении области максимального раскрыва 11 апертуры, выполнено линейным, длина СИМ 24 и ЗИМ 25 равна длине внешней боковой кромки 23 АСМП 7 и АЗМП 8.
В антенне 1 (фиг. 8) профиль АСМИП 12 и АЗМИП 13 вдоль внутренних боковых кромок 9 АСМП 7 и АЗМП 8 отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, от области нулевого перекрытия 10 в направлении области максимального раскрыва 11 апертуры, выполнен линейным, СИН 24 и ЗИН 25 соединены СКЭ 26 и ЗКЭ 27, выполненными в виде металлического проводника в области максимальной ширины АСМП 7 и АЗМП 8, АСМИП 12 и АЗМИП 13 расположены под углом к внешней боковой кромки 23 АСМП 7 и АЗМИ 8.
В антенне 1 (фиг. 9) сужение АСМП 7 и АЗМП 8 и профиль АСМИП 12 и АЗМИП 13 вдоль внутренних боковых кромок 9 АСМП 7 и АЗМП 8 отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 по внутренней боковой кромки 9 от области нулевого перекрытия 10 в направлении области максимального раскрыва 11 апертуры, выполнено линейным, АСМИП 12 и АЗМИП 13 расположены под острым углом к внешней боковой кромки 23 АСМП 7 и АЗМИ 8.
В антенне 1 (фиг. 10) внешняя боковая кромка 23 АСМП 7 и АЗМП 8 отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, от области нулевого перекрытия 10 в направлении области максимального раскрыва 11 апертуры, выполнена нелинейной, СИН 24 и ЗИН 25 подключены к внешней боковой кромке 23 АСМП 7 и АЗМП 8, например, четырьмя СКЭ 26 и ЗКЭ 27, которые выполнены в виде проводника.
В антенне 1 (фиг. 11) профиль АСМИП 12 и АЗМИП 13 вдоль внутренних боковых кромок 9 АСМП 7 и АЗМП 8 отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 выполнен нелинейным, торцевая кромка АСМП 7 и АЗМП 8 выполнена нелинейной, при этом ширина АСМП 7 и АЗМП 8 от области максимального раскрыва 11 апертуры в направлении области нулевого перекрытия 10, выполнена суживающейся по нелинейному закону.
В антенне 1 (фиг. 12) ДСМИП 12 и ДЗМИП 13 расположены под углом 90° к продольной боковой кромке диэлектрической подложки 2.
В антенне 1 (фиг. 13) металлические пластины СИН 24 и ЗИН 25 соединены по поверхности с АСМП 7 и АЗМП 8 через СКЭ 26 и ЗКЭ 27, которые выполнены в виде металлических проводников, например пяти, проходящих через диэлектрическую подложку 2.
В антенне 1 (фиг. 14) длина АСМИП 12 и АЗМИП 13 меньше длины внутренней боковой кромки 9 АСМП 7 и АЗМП 8, а длина ДСМИП 19 и ДЗМИП 20 больше длины внешней боковой кромки 23 АСМП 7 и АЗМП 8, СКЭ и ЗКЭ выполнены в виде пластин и расположены на боковой кромке диэлектрической подложки 2.
В антенне 1 (фиг. 15) диэлектрическая подложка 2 АПЩЛ воль продольной оси 6 по боковым сторонам, в направлении от области максимального раскрыва 11 апертуры к области нулевого перекрытия 10 отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, выполнена линейно расширяющейся.
В антенне 1 (фиг. 16) диэлектрическая подложка 2 АПЩЛ воль продольной оси 6 по боковым сторонам, в направлении от области максимального раскрыва 11 апертуры к области нулевого перекрытия 10 отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, выполнена линейно сужающейся.
В антенне 1 (фиг. 17) одна и другая металлические пластины компенсатора 28 гальванически соединены, например тремя металлическими перемычками 30, с земляной плоскостью 16, выполненной в виде пластины прямоугольной формы, запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5, СНИШ 31 ССЭ 32, выполнен в виде прямоугольного ленточного проводника шириной, например, равной ширине СНИШ 31, гальванически соединен с торцевой кромкой 33 АСМП 7.
В антенне 1 (фиг. 18) ССЭ 32 выполнен в виде узкого ленточного проводника, шириной меньше ширины СНИШ 31.
В антенне 1 (фиг. 19) ССЭ 32 выполнен в виде воздушного зазора однородной формы (одинаковой ширины), разделяющего СНИШ 31 от торцевой кромки 33 АСМП 7.
В антенне 1 (фиг. 20) ССЭ 32 выполнен в виде воздушного зазора неоднородной формы (переменная ширина по длине зазора), разделяющего СНИШ 31, который выполнен в виде неоднородного ленточного проводника (переменная ширина по длине проводника), от торцевой кромки 33 АСМП 7.
В антенне 1 (фиг. 21) внешние боковые кромки 23 АСМП 7 и АЗМП 8 расположены под углом к одной и другой внешним боковым сторонам диэлектрической подложки 2, СИКР 34, выполненный в форме прямоугольника, установлен на одной плоскости с АСМП 7 и разделен однородным ИКЗ 35 от торцевой кромки 33 АСМП 7.
В антенне 1 (фиг. 22) боковая кромка СИКР 34 со стороны торцевой кромки 33 АСМП 7 выполнена неоднородной, формируя неоднородный импедансный зазор.
В антенне 1 (фиг. 23) металлическая земляная пластина 16 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5 выполнена Г-образной формы, горизонтальная ветвь расположена со стороны боковой кромки диэлектрической подложки 2.
В антенне (фиг. 24) металлическая земляная пластина 16 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5 выполнена Г-образной формы, горизонтальная ветвь расположена со стороны продольной оси антенны 6.
В антенне (фиг. 25) металлическая земляная пластина 16 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5 выполнена Τ-образной формы.
В антенне (фиг. 26) металлическая земляная пластина 16 выполнена Г-образной формы, к горизонтальной ветви которой подключен, в форме металлической пластины, ЗНИШ 36 гальванически через ЗСЭ 37, который выполнен в виде металлической полоски.
В антенне (фиг. 27) металлическая земляная пластина 16 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5 выполнена Τ-образной формы, к одной горизонтальной ветви гальванически подключена пластины ЗНИШ 36 через ЗСЭ37, к другой горизонтальной ветви электромагнитно подключен ЗНИШ 36 через ЗСЭ 37, выполненный в виде импедансного разделительного зазора неоднородной формы.
В антенне (фиг. 28) металлическая земляная пластина 16 выполнена Г-образной формы, к горизонтальной ветви которой подключен, в форме металлической пластины, ЗНИШ 36 через ЗСЭ 37, который выполнен в виде импедансного разделительного зазора неоднородной формы.
В антенне 1 (фиг. 29) СНИШ 31, выполненный виде неоднородного ленточного проводника, двумя соединительными ССЭ 32 гальванически соединен с торцевой кромкой 33 АСМП 7 и разделен неоднородным ИКЗ 35 от боковой кромки неоднородного СИКР 34, металлическая земляная пластина 16 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5 выполнена Τ-образной формы, к одной горизонтальной ветви электромагнитно подключен ЗНИШ 36 через ЗСЭ 37, выполненный виде импедансного разделительного зазора неоднородной формы.
В антенне 1 (фиг. 30) - схематически изображены примеры возможного выполнения неоднородного СНИШ 31 и ССЭ 32, выполненного в виде воздушного зазора неоднородного формы.
В антенне 1 (фиг. 31) - схематически изображены примеры возможного выполнения неоднородного СИКР 34 и возможные примеры выполнения формы неоднородного ИКЗ 35 установленного совместно с СНИШ 31.
В антенне 1 (фиг. 32) идентично установлены, например, пять АСИ перемычки 38 и пять АЗИ перемычки 39, которые, например, выполнены в виде металлических проводников, гальванически соединяющие АСМП 7 с АСМИП 12 и АЗМП 8 с СЗМИП 13, АСМИП 12 и АЗМИП 13 одной боковой кромкой 29 расположена на поверхности диэлектрической подложки 2 вдоль внутренних боковых кромок 9, АСИ перемычка 38 расположена на поверхности диэлектрической подложки 2 с АСМП 7, а АЗИ перемычка 39 расположена на поверхности диэлектрической подложки 2 с АЗМП 8 с примером выполнения СНИШ 31 и СИКР 34.
В антенне 1 (фиг. 33) изображена антенна (фиг. 32), где АСИ перемычка 38 и АЗИ перемычка 39 выполнены в виде металлической полоски гальванически соединяющей по всей длине АСМП 7 с АСМИП 12 и АЗМП 8 с СЗМИП 13.
В антенне 1 (фиг. 34) в области отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 между АСМИП 12 и АЗМИП 13 установлена апертурная диэлектрической вставки 40, профиль которой имеет клинообразную форму, и АСИ перемычка 38 (36) и АЗИ перемычка 39, выполнены в виде металлических проводников (фиг. 32).
В антенне 1 (фиг. 35) в области отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 между АСМИП 12 и АЗМИП 13 установлена апертурная диэлектрической вставки 40 (38), профиль которой имеет прямоугольную форму, и АСИ перемычка 38 и АЗИ перемычка 39, выполнены в виде металлического прямоугольника (фиг. 33).
В антенне 1 (фиг. 36) в области отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 между АСМИП 12 и АЗМИП 13 установлена апертурная диэлектрической вставки 40 полностью заполняющая апертуру.
Антенна 1 (фиг. 37) расположена в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе 41 при выполнении АСМИП 12 и АЗИМП 13 как в антенне (фиг. 2).
Антенна 1 (фиг. 38) расположена в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе 41 при выполнении АСМИП 12 и АЗИМП 13 как в антенне (фиг. 1).
Антенна 1 (фиг. 39) расположена в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе 41 с симметрирующими диэлектрическими пластинами 42 антенна (фиг. 1).
Антенна 1 (фиг. 40) расположена в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе 41 с симметрирующими диэлектрическими пластинами 42 антенна (фиг. 2).
Антенна 1 (фиг. 41) расположена в структуре пластинчатых диэлектрических демпферов 43 например, трех, установленных в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе 41, где пластины диэлектрических демпферов 43 расположены по внутренней поверхности диэлектрического кожуха 41 антенны (фиг. 1) послойно.
Антенна 1 (фиг. 42) продольное сечение, где схематически изображено расположена в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе 41 в структуре диэлектрических демпферов 43, полностью заполняющих объем диэлектрического кожуха 41.
Антенна 1 (фиг. 43) схематически изображено поперечное сечение антенны (фиг. 42) расположения в радиопрозрачном противоударном диэлектрическом кожухе 41 в структуре диэлектрических демпферов 43, полностью заполняющих объем диэлектрического кожуха 41.
Антенна 1 излучает (принимает) электромагнитные волны линейной поляризации, ориентация вектора напряженности электрического поля параллельна плоскости диэлектрической подложки 2.
В режиме излучения антенны 1 (фиг. 1) входной СВЧ сигнал через коаксиальный соединитель, подключенный к торцевой кромки сигнального полоскового проводник 14 запитывающего отрезка полосковой линии передачи 5, с волной типа квази - ТЕМ, поступает к торцевой кромке 15 АСМП 7 в области нулевого перекрытия 10 отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием 4.
Гальваническое соединение АСМП 7 с АСМИП 12 и АЗМП 8 с АЗМИП 13 в области нулевого перекрытия 10 отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытием 4 обеспечивает единое возбуждение для двух излучающих структур: первой из лучающей структуры АСМП 7 - АЗМП 8; второй излучающей структуры АСМИП 12 - АЗМИП 13, которые в совокупности перекрывают весь диапазон частот антенны 1.
Для первой излучающей структуры АСМП 7 - АЗМП 8, которая в электродинамическом моделировании по конструкции аналогична уголковому вибратору А.А. Пистелькорса, при этом в области соединения сигнального полоскового проводника 14 с торцевой кромкой 15 АСМП 7 формируется токовый режим возбуждения, (например, уголковому вибратору А.А. Пистелькорса (например: А.Л. Драбкин, В.Л. Зузенко. Антенно-фидерные устройства. Изд. "Советское Радио", Москва, 1961 г., 861 с.).
10
10
10
Для второй излучающей структуры АСМИП 12 - АЗМИП 13, которая в электродинамической модели и по конструкции аналогична рупорной антенне с открытыми боковыми стенками, при этом в области соединения сигнального полоскового проводника 14 с торцевой кромкой 15 АСМП 7, при электродинамическом моделировании, происходит согласованная модо-импедансная трансформация волны квази - ТЕМ в волну волноводного типа Н АПЩЛ с нулевым перекрытием и с одновременной трансформацией импедансов. В области перехода с отрезка АПЩЛ с нулевым перекрытия 3 волна волноводного типа Н трансформируется в волну волноводного типа Н идентичную волне рупорных антенн. (Например: Compact Broadband Micro strip Antennas, KIN-LU WONG, A WILEY - INTERSCIENCEPUBLICATION, JOHN WILEY & SONS, INC, 2002, pp. 325; Janaswamy R, Snaubert D. H. Radio Science, vol. 21, №5, Sept-Oct 1966, p.p. 797-804).
Два параметра АСМП 7 и АЗМП 8: ширина в области нулевого перекрытия отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 и их длина по внутренней боковой кромки 9 в совокупности определяют геометрическую площадь АСМП 7 и АЗМП 8, которая функционально определяет частотный диапазон уголкового вибратор а А.А. Пистелькорса, ив данной конструкции определяет низкочастотную часть рабочего диапазона антенны 1.
Подключение СИН 24 и ЗИН 25 через СКЭ 26 ЗКЭ 27 АСМП 7 и АЗМП 8, в области отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, возможно в двух конструктивных вариантах: - металлические планарные области СИН 24 и ЗИН 25 расположены перпендикулярно АСМП 7 и АЗМП 8 и подключены к внешним боковым кромкам, что эквивалентно подключению импедансной нагрузки; - металлические планарные области СИН 24 и ЗИН 25 расположены на свободных поверхностях диэлектрической подложки отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, что конструктивно соответствует увеличению геометрической площади АСМП 7 и АЗМП, а электродинамически также эквивалентно подключению импедансной нагрузки. Таким образом, в зависимости от диапазона частот и требований к максимальному размеру апертуры 11 выбирается вид СИН 24 и ЗИН 25 и тип подключения СКЭ 26 ЗКЭ 27. Таким образом достигается смещение диапазона частот в низкочастотную часть рабочего диапазона антенны 1, либо без изменения максимального размера апертуры 11, либо оптимизация поперечных и продольных размеров апертуры, т.е. отрезка АПЩЛ без перекрытия 3.
Длина АСМИП 12 и АЗМИП 13 вдоль внутренних боковых кромок 9 АСМП 7 и АЗМП 8 и их ширина в области максимального раскрыва апертуры 11 отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 определяют высокочастотную часть рабочего диапазона, а также определяет уровень согласования, коэффициент усиления.
Ширина отрезка АПЩЛ без перекрытия 3 в области максимального раскрыва апертуры 11 для АСМП 7, АЗМП 8 и АСМИП 12, АЗМИП 13 является общей и определяет среднечастотную часть рабочего диапазона антенны 1, т.е. переход от одной излучающей структуры к другой.
ДСМИП 19 и ДЗМИП 20, подключенные гальванически апертурными перемычками 22 к торцевой кромке АСМИП 12 и АЗМИП 13, соответственно, обеспечивают плавный переход от низкочастотной области в высокочастотную область рабочего диапазона антенны.
Выбор функций описывающих: форму внутренней боковой кромки 9 АСМП 7 и АЗМП 8 и ширину в области нулевого перекрытия; длину и продольную форму по ширине АСМИП 12 и АЗМИП 13 соответствующие форме внутренних боковых кромок диэлектрической подложки 2, вдоль которых они расположены в области отрезка АПЩЛ без перекрытия 3, длину и продольную форму ширины ДСМИП 19 и Д ЗМИП 20, вид СИН 24, ЗИН 25 и способ подключения СКЭ 26, ЗКЭ 27 является многопараметрической электродинамической задачей.
В дополнение к перечисленным конструктивным элементам антенны 1, при электродинамическом моделировании необходимо учитывать величину относительной диэлектрической проницаемости подложки 2 и возможность установка апертурной диэлектрической вставки 40.
Для улучшения согласования перехода с сигнального полоскового проводника 14 запитывающего отрезка полоской линии передачи 5 на коаксиальный соединитель используются компенсаторы 28, которые уменьшают возможность возбуждения высших типов поверхностных волн в области перехода с одного типа линии на другую. Использование металлических перемычек 30 компенсаторов 28 уменьшает возможность возбуждения высших типов подповерхностных волн в области перехода.
СНИШ 31 соединительным элементом 32 соединен с АСМП 7 либо непосредственно гальванически, либо через воздушный зазор, который в зависимости от формы обеспечивает однородную или неоднородную электромагнитную связь. Выбор вида соединительного элемента 32 и характер импеданса СНИШ 31 позволяет дополнительно подключать реактивность к АСМП 7 и тем самым осуществлять дополнительное согласование.
СИКР 34 разделен однородным или неоднородным ИКЗ 35 от торцевой кромки 33 АСМП 7 позволяет компенсировать обратную поверхностную волну и тем самым уменьшить уровень обратного излучения. Выбор формы ИКЗ 35 и расстояния от АСМП 7 или СНИШ 31 определяет величину импеданса, амплитуду и фазу отраженной волны.
ССЭ 32 СНИШ 31 может обеспечивать гальваническую, однородную или неоднородную вид электромагнитной связи. Выбор вида связи и характер импеданса СНИШ 31 позволяет в широких пределах дополнительно нагружать реактивностью АСМП 7.
Установка СИКР 34 позволяет компенсировать обратную волну, распространяющуюся от АСМП 7 в обратном направлении. Выбором расстояния от АСМП 7 до СИКР 34, формой и геометрическими размерами определяют в широких пределах характер импеданса САКР 34.
Сужение АСМП 7 и АЗМП 8 по внутренней боковой кромки 9 по линейному закону позволяет формировать линейную фаза-частотную характеристику антенны 1, что позволяет обеспечить работу с сверхширокополосными сигналами.
Выбором закона нелинейного сужения или расширения АСМП 7 и АЗМП 8, АСМИП 12 и АЗМИП 13 и дополнительных согласующих элементов можно оптимизировать по заданному частотному диапазону: максимальный размер апертуры и продольный размер апертуры; уровень согласования и неравномерность характеристики согласования; коэффициент усиления; кросполяризационную развязку, ширину диаграммы направленности; уровень боковых лепестков; уровень обратного излучения.