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 коаксиальной линии, с центральным проводником и внешним проводником в виде цилиндрической спирали, при этом к линии передачи присоединен один антенный элемент или присоединены несколько антенных элементов, а поверхность внешнего проводника в виде цилиндрической спирали 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 коаксиальной линии с центральным проводником 3, и внешним проводником 4, к которым присоединен один антенный элемент 1 или присоединены несколько антенных элементов 1. Внешний проводник 4 выполнен в виде цилиндрической спирали. Поверхность внешнего проводника 4 коаксиальной линии полностью или частично покрыта резистивным материалом 5 с относительной диэлектрической проницаемостью ε, магнитной проницаемостью µ и 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 центральному проводнику 3 коаксиальной линии передачи поверхностной электромагнитной волны 2 и может быть выполнен в виде одиночного штыря или группы штыревых антенных элементов 1, в виде микрополоскового антенного элемента 1 (на рисунке не показан), в виде активного антенного элемента 1 (на рисунке не показан). Антенный элемент 1 может быть выполнен в виде в виде одновитковой или многовитковой рамки (на рисунке не показан), присоединенной к центральному проводнику 3 и внешнему проводнику 4 коаксиальной линии передачи поверхностной электромагнитной волны 2. Внешний проводник 4 коаксиальной линии передачи поверхностной электромагнитной волны выполнен в виде цилиндрической спирали, которая образует периодическую структуру, по которой распространяется замедленная поверхностная электромагнитная волна. Что касается границы раздела двух сред в виде цилиндрического провода, то при условии, когда
σ⁄ϖε>>1(60λσ⁄ε>>1, где ω - частота и λ - длина волны) может распространяться поверхностная электромагнитная волна. (См. Г.З.Айзенберг. 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). Поверхность внешнего проводника 4 коаксиальной линии передачи 2 полностью или частично покрыта 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 электромагнитная волна и при определенных параметрах резистивного материала 5 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 коаксиальной линии передачи поверхностной электромагнитной волны 2, вдоль центрального проводника 3 и внешнего проводника 4. Вдоль поверхности внешнего проводника 4 поверхностная электромагнитная волна распространяется как бегущая и как отраженная от конца внешнего проводника 4. При этом распространении электромагнитная волна эффективно поглощается (ослабляется) периодической структурой в виде спирали, покрытой резистивным материалом 5 с заданными параметрами. Подобная конструкция внешнего проводника 4 и выбор параметров резистивного материала 5 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.