Широкополосная микрополосковая дипольная антенна

Предлагаемая широкополосная печатная дипольная антенна относится к радиотехнике и может быть использована в радиолокации, радионавигации, связи, антенных системах и радиоизмерениях, как самостоятельная антенна, так и в качестве базового излучающего элемента в печатных фазированных антенных решетках.
Известна конструкция монопольной антенны (патент US 006788295 В2, МПК H01Q 9/00), содержащая эллиптический излучатель, имеющий треугольную форму в поперечном сечении, параллельную малой оси эллипса, с одним или двумя прямоугольными вырезами, параллельными большой оси эллипса, коаксиальный кабель или согласующее устройство из полосковой линии, осуществляющие возбуждение антенны. При этом излучающий элемент изогнут либо в направлении излучения, либо против направления излучения монопольной антенны с образованием двугранного угла симметрично относительно малой оси эллипса, чем достигается простота изготовления и легкость подстройки входных сопротивлений за счет изменения изгиба антенного элемента совместно с площадью вырезов, легкость интегрирования в радиотехнические системы.Существенными недостатками данной антенны являются малая полоса пропускания (не более 10% от несущей частоты) и низкое значение коэффициента усиления в рабочей полосе частот.
Наиболее близкой к предложенной антенне является микрополосковая дипольная антенна, плечи диполя которой выполнены на одной стороне, а запитывающий элемент в виде полоска выполнен на другой стороне (Патент CLLJA N 3845490, кл. 343-821, 1974.). Однако известная антенна имеет узкую полосу пропускания.
Полезная модель направлена на увеличение полосы пропускания.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является добавление микрополосковых сегментов в состав дипольной антенны, что позволяет расширить полосу рабочих частот.
Технический результат достигается за счет того, что широкополосная микрополосковая дипольная антенна, содержащая симметричный диполь с двумя плечами, щель, линию питания, размещенные на диэлектрической подложке, отличающаяся тем что, плечи имеют дополнительный набор N проводящих сегментов определенной формой поверхности и расположен над излучающими плечами диполя на расстоянии равном не менее, чем одна толщина подложки.
Широкополосная микрополосковая дипольная антенна, содержащая симметричный диполь с двумя излучающими плечами, щель, линию питания, размещенные на диэлектрической подложке, отличающаяся тем что, плечи диполя снабжены дополнительными проводящими сегментами прямоугольной формы, расположенные над излучающими плечами диполя на расстоянии, равном не менее, чем одна толщина подложки.
Добавление дополнительных микрополосковых электропроводные сегментов расположенных на расстоянии в одну толщину подложки над дипольной антенной в направлении  её излучения, с размерами, отличающимися от микрополосковых плечей диполя, позволяет расширить полосу рабочих частот.
Сущность изобретения поясняется фигурами, на которых изображено:
- на фиг. 1 -  предпочтительный вариант топологии предлагаемой широкополосной дипольной антенны с добавленными сегментами, реализованного на диэлектрической подложке с относительной диэлектрической проницаемостью равной 4.4 и толщиной 1 мм; вид сверху, где 1- вход антенны, 2 – микрополосковый резонатор, 3 – дополнительные электропроводные сегменты, 4 – линия питания, 5 – щель.
- на фиг. 2 -  график зависимости КСВ от частоты;
- на фиг. 3 -  график зависимости коэффициента усиления от частоты, выраженных в децибелах;
- на фиг. 4 -  график диаграммы направленности на центральной частоте (2600 МГц).
Широкополосная микрополосковая дипольная антенна имеет одну 50-омную входную линию питания на одной стороне подложки, состоит из микрополоскового резонатора с двумя плечами и два электропроводных сегмента расположенные на определенном расстоянии от этих плечей.
Широкополосная микрополосковая дипольная антенна работает следующим образом. С помощью коаксиальной линии энергия подводится на проводящую линию питания 4 (например, с рабочей частой 2.6 ГГц), энергия, протекая по этой линии, возбуждает резонатор, через щель 5 и плечи диполя излучают электромагнитную волну (при работе на передачу). За счет использования дополнительных электропроводных сегментов расположенных на определенном расстоянии от диполя, обеспечивается расширение рабочей полосы частот по уровню КСВ=2. Ввиду возбуждения данных электропроводных сегментов и их дополнительного излучения электромагнитных волн. Подобная реализация широкополосной микрополосковой дипольной антенны, представлена на фиг. 1. Применение дополнительных электропроводных сегментов в конструкции дипольной антенны позволяет осуществить эффективное расширение полосы рабочих частот.  Для подтверждения правильности выбранного технического решения была смоделирована полезная модель предлагаемой антенны, у которой получены следующие технические характеристики:
- полоса рабочих частот 73.8%, по уровню КСВ=2, в соответствии с данными на фиг. 2;
- коэффициент усиления в полосе частот не ниже 5 дБ, в соответствии с данными на фиг. 3;
2
Площадь предлагаемой антенны 5250 мм.