Інтегрована антена-автогенератор

Інтегрована антена-автогенератор, до складу якої входять діелектрична підкладка, на одній стороні якої розміщено металевий екран, а на іншій прямокутний мікросмужковий випромінювач, транзистор, реактивні елементи коливальної системи, фільтри розв'язки в колах живлення транзистора на відрізках мікросмужкових ліній і короткозамикач, яка відрізняється тим, що реактивні елементи виконані у вигляді відрізків мікросмужкових ліній, також додатково містить дисковий діелектричний резонатор, який встановлений на діелектричній підкладці між випромінюючим краєм прямокутного мікросмужкового випромінювача і розімкненим кінцем одного з реактивних елементів коливальної системи. Винахід відноситься до радіотехніки, зокрема до активних антен і може бути використаний як приймально-передавальний модуль в локальних радіомережах зв'язку, пристроях автоматики і сигналізації, а також як давач для автогенераторних вимірювань. Найближчою за технічною суттю до запропонованої є інтегрована антена-автогенератор, яка складається з діелектричної підкладки з екраном і мікросмужкового випромінювача, які утворюють друковану резонаторну антену, транзистора, реактивних елементів та фільтрів розв'язки в колах живлення на відрізках мікросмужкових ліній передачі, а також короткозамикачів для забезпечення режиму роботи транзистора за постійним струмом [патент США 4736454]. Мікросмужковий випромінювач разом з реактивними елементами на відрізках мікросмужкових ліній в колах бази та емітера транзистора утворюють єдину коливальну систему антениавтогенератора, яка визначає частоту та стабільність генерованих та випромінюваних електромагнітних коливань. Однак низька добротність такої частотозадавальної коливальної системи із мікро смужковим випромінювачем і невисока стабільність резонансної частоти призводить до низької стабільності частоти генерованих і випромінюваних електромагнітних коливань антениавтогенератора. В основу винаходу поставлено завдання створити інтегровану антену-автогенератор, у якій введення нових елементів і зв'язків дозволило б підвищити стабільність частоти, тим самим покращити технічні параметри пристрою в цілому, що розширить можливості його застосування. Інтегрована антена-автогенератор, до складу якої входять діелектрична підкладка, на одній стороні якої розміщено металевий екран, а на іншій прямокутний мікросмужковий випромінювач, транзистор, реактивні елементи коливальної системи, фільтри розв'язки в колах живлення транзистора на відрізках мікросмужкових ліній і короткозамикач, згідно з винаходом, додатково містить дисковий діелектричний резонатор, який встановлений на діелектричній підкладці між випромінюючим краєм прямокутного мікросмужкового випромінювача і розімкненим кінцем відрізка мікросмужкової (19) UA (11) 88503 (13) C2 (21) a200709473 (22) 20.08.2007 (24) 26.10.2009 (46) 26.10.2009, Бюл.№ 20, 2009 р. (72) ПРУДИУС ІВАН НИКИФОРОВИЧ, ГОЛИНСЬКИЙ ВАСИЛЬ ДМИТРОВИЧ, СТОРОЖ ВОЛОДИМИР ГЕОРГІЙОВИЧ, КУЗИК АНДРІЙ ОСТАПОВИЧ, ОБОРЖИЦЬКИЙ ВАЛЕРІЙ ІВАНОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" (56) UA 76528 C2, 15.12.2005 SU 1626136 A1, 07.02.1991 SU 1543486 A1, 15.02.1990 JP 56162549 A, 14.12.1981 US 5448249 A, 05.06.1995 US 4736454 A, 05.04.1988 SU 1107072 A, 07.08.1984 SU 991828 A, 07.01.1985 3 лінії, другий кінець якої з'єднаний з емітером транзистора. Таке введення дискового діелектричного резонатора, який характеризується високою власною добротністю та стабільністю резонансної частоти, підвищує добротність коливальної системи інтегрованої антени-автогенератора, що забезпечує виконання необхідної і достатньої умови підвищення стабільності частоти генерованих коливань. На Фіг. зображена інтегрована антенаавтогенератор з дисковим діелектричним резонатором, де 1 - діелектрична підкладка; 2 - екран; 3 прямокутний мікросмужковий випромінювач; 4 транзистор; 5, 6 - реактивні елементи коливальної системи; 7, 8 - відрізки мікросмужкових ліній фільтра розв'язки в колі живлення бази транзистора 4; 9, 10 - відрізки мікросмужкових ліній фільтра розв'язки в колі живлення емітера транзистора 4; 11 короткозамикач; 12 - дисковий діелектричний резонатор. Інтегрована антена-автогенератор містить діелектричну підкладку 1, на одній стороні якої розміщено металевий екран 2, а на іншій прямокутний мікросмужковий випромінювач 3, транзистор 4, реактивні елементи коливальної системи у вигляді відрізків мікросмужкових ліній 5, 6, фільтри розв'язки в колах живлення транзистора, на відрізках мікросмужкових ліній 7, 8, 9, 10 і короткозамикач 11, дисковий діелектричний резонатор 12, який встановлений на діелектричній підкладці 1 між випромінюючим краєм прямокутного мікросмужкового випромінювача 3 і розімкненим кінцем відрізка мікросмужкової лінії 6, другий кінець якої з'єднаний з емітером транзистора 4. Колектор транзистора 4 гальванічно з'єднаний з мікросмужковим випромінювачем 3, до бази транзистора 4 під'єднано реактивний елемент 5, який є відрізком мікросмужкової лінії довжиною меншою l/4 (l - довжина робочої хвилі), до емітера транзистора 4 також під'єднано реактивний елемент 6, який є відрізком мікросмужкової лінії довжиною меншою l/4. Живлення кола бази транзистора 4 за постійним струмом здійснюється за допомогою фільтра розв'язки по живленню на відрізках мікросмужкових ліній 7 і 8. Живлення кола емітера транзистора 4 - за допомогою фільтра розв'язки по живленню на відрізках мікросмужкових ліній 9 і 10. 88503 4 Короткозамикач 11 забезпечує замикання сталої складової колекторного струму транзистора 4 за рахунок гальванічного з'єднання точки з нульовим потенціалом прямокутного мікросмужкового випромінювача 3 з екраном 2. Дисковий діелектричний резонатор 12 встановлений між випромінюючим краєм прямокутного мікросмужкового випромінювача 3 і розімкненим кінцем відрізка мікросмужкової лінії 6, другий кінець якої з'єднаний з емітером транзистора 4, що забезпечує електромагнітний зв'язок дискового діелектричного резонатора з коливальною системою антени-автогенератора. За рахунок забезпечення оптимального зв'язку дискового діелектричного резонатора 12 одночасно з двома елементами 3 і 6 коливальної системи антениавтогенератора зростає її добротність і, як наслідок, підвищується стабільність частоти. Пристрій працює наступним чином. При ємнісному характері вхідних імпедансів відрізків ліній 5 і 6 (менших l/4) і індуктивному характері вхідного імпедансу прямокутного мікросмужкового випромінювача 3, до якого під'єднано колектор транзистора 4, утворюється модифікована ємнісна триточкова схема автогенератора. Живлення транзистора 4 за постійним струмом забезпечується за допомогою елементів 7, 8, 9, 10 і 11. Шляхом вибору співвідношення довжин відрізків 5 і 6 забезпечується виконання умови генерування автоколивань, які випромінюються в простір випромінювачем 3. Останній виконує в схемі антени-автогенератора одночасно функції реактивного елемента коливальної системи та випромінювача електромагнітних хвиль. Дисковий діелектричний резонатор 12, будучи елементом новоутвореної коливальної системи інтегрованої антениавтогенератора, забезпечує підвищення стабільності частоти генерованих і випромінюваних коливань. Запропонована інтегрована антенаавтогенератор з дисковим діелектричним резонатором забезпечує підвищення стабільності частоти на два порядки, в порівнянні з інтегрованою антеною-автогенератором без діелектричного резонатора. 5 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 88503 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601