Бортова планарна п’яти-елементна антенна решітка супутникового каналу передачі даних ads-b

Реферат: Бортова планарна п'ятиелементна антенна решітка супутникового каналу передачі даних ADSB містить плоский масив мікросмужкових елементів випромінення у вигляді пластин провідника (смужок), і конструктивно складається з двох шарів провідника - елементів випромінення і екрануючого шару, і шару діелектрика між ними, а також радіочастотного роз'єму. Використовується п'ять випромінюючих елементів з відстанню між центрами елементів 1/4 довжини хвилі, причому три елемента розташовуються вздовж повздовжньої осі літака, а два додаткових випромінювача вздовж поперечної осі літака, випромінюючі елементи мають форму кола, використовується шість радіочастотних роз'ємів, а також наступна схема живлення антенної решітки: бокові випромінювачі відносно центрального мають зменшене на 3 дБ живлення за потужністю. UA 98643 U (54) БОРТОВА ПЛАНАРНА П'ЯТИ-ЕЛЕМЕНТНА АНТЕННА РЕШІТКА СУПУТНИКОВОГО КАНАЛУ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ ADS-B UA 98643 U UA 98643 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електрики, зокрема до техніки електричного зв'язку, а саме до передавання сигналів. Відомий пристрій стрижньовий антенний пристрій, що розташовується на транспортному засобі, який містить власне стрижньову антену, основу антенного пристрою і з'єднувальну конструкцію, за допомогою якої виконується з'єднання стрижньової антени з основою антенного пристрою [1] (патент № ЕР1182726 В1 On-vehicle rod antenna device). Недоліками відомого пристрою - стрижньового антенного пристрою, що розташовується на транспортному засобі, є те що, за рахунок використання стрижньового випромінювача, в діаграмі спрямованості (ДС) даного пристрою присутні інтерференційні провали за напрямком осі стрижня. Що у випадку встановлення на борту літака призводить до відсутності зв'язку з низькоорбітальними системами зв'язку при певних кутах азимуту і кута місця, які, в свою чергу, залежать від кута розташування стрижньової антени відносно борту літака. Найбільш близьким аналогом вибрано пристрій - мікросмужкова антена, яка містить плоский прямокутний масив мікросмужкових елементів випромінення у вигляді квадратних пластин провідника, кожний з яких може випромінювати електромагнітне поле кругової поляризації, за рахунок підведення електромагнітної енергії на кожний елемент в двох зміщених одна від одної на 90° точках, причому по одній точці в кожному з чотирьох елементів з'єднані з першим портом подачі електромагнітної енергії і по одній точці в кожному з чотирьох елементів з'єднані з другим портом подачі електромагнітної енергії. Конструктивно пристрій - мікросмужкова антена складається з шару провідника - елементів випромінення (чотири квадратні випромінювачі зі скошеними двома протилежними кутами), шару діелектрика, екрануючого шару провідника, шару діелектрика, провідного фідерного шару, шару діелектрика, екрануючого шару провідника, а також двох радіочастотних роз'ємів [2] (патент № ЕР0434268 В1 Microstrip antenna). Недоліками відомого пристрою для передачі ADS-B повідомлень через низькоорбітальні системи супутникового зв'язку, вибраного за найбільш близький аналог, є те, що, як і в аналогу, зберігається інтерференційний провал в перпендикулярній до площі мікросмужкової антени осі. Тобто, у випадку встановлення такої антени на борту літака, буде втрачатися зв'язок з супутником, коли той буде перебувати над літаком, що, в свою чергу, у випадку ADS-B, спонукатиме погіршення рівня авіаційної безпеки. В основу корисної моделі поставлена задача шляхом пошуку оптимальної конструкції розташування і кількості елементів випромінення забезпечити таку ДС, в якій головна пелюстка з послабленням до 3 дБі по потужності мала б ширину по куту місця не менше 160°, а за азимутом - усі 360°. Поставлена задача вирішується тим, що у бортовій планарній п'ятиелементній антенній решітці супутникового каналу передачі даних ADS-B, яка містить плоский масив мікросмужкових елементів випромінення у вигляді пластин провідника (смужок), і конструктивно складається з двох шарів провідника - елементів випромінення і екрануючого шар, і шару діелектрика між ними, а також радіочастотного роз'єму, згідно з корисною моделлю, використовується п'ять випромінюючих елементів з відстанню між центрами елементів 1/4 довжини хвилі, причому три елемента розташовуються вздовж повздовжньої осі літака, а два додаткових випромінювача вздовж поперечної осі літака, випромінюючі елементи мають форму кола, використовується шість радіочастотних роз'ємів, а також наступна схема живлення антенної решітки: бокові випромінювачі відносно центрального мають зменшене на 3 дБ живлення за потужністю. Суть корисної моделі в бортовій планарній п'ятиелементній антенній решітці супутникового каналу передачі даних ADS-B, яка працює в діапазоні частот 1080-1109 МГц, яка містить плоский масив мікросмужкових елементів випромінення у вигляді пластин провідника (смужок), і конструктивно складається з двох шарів провідника - елементів випромінення і екрануючого шару, і шару діелектрика (відповідно до ГОСТ 10316-78 з відносною діелектричною проникністю -3 - 5,5, та тангенсом діелектричних втрат - 35*10 ), а також радіочастотного роз'єму, полягає в тому, що використовується п'ять випромінюючих елементів з відстанню між центрами елементів 1/4 довжини хвилі, замість чотирьох, причому три елемента розташовуються вздовж повздовжньої осі літака, а два додаткових випромінювача вздовж поперечної осі літака, випромінюючі елементи мають форму кола, а не квадратів з двома усіченими краями, використовується шість радіочастотних роз'ємів, замість двох, а також, використовується наступна схема живлення антенної решітки: бокові випромінювачі відносно центрального мають зменшене на 3 дБ живлення за потужністю. Суть корисної моделі пояснюється за допомогою креслень, де на фіг. 1 подано зображення шару провідника випромінювачів, який розташовано на шарі діелектрика, на фіг. 2 показаний вигляд корисної моделі з боку з коаксіальними роз'ємами, а на фіг. 3 показано під'єднання корисної моделі до радіочастотного дільника потужності та передавача ADS-B даних. 1 UA 98643 U 5 10 15 20 25 Бортова планарна п'ятиелементна антенна решітка супутникового каналу передачі даних ADS-B має наступну конструкцію (див. фіг. 1-2): п'ять випромінюючих елементів у формі кола з провідного матеріалу з діаметром 0,0683 м (1), розташованих один від одного на відстані 1/4 довжини хвилі між центрами випромінювачів, шар діелектрика (2) завтовшки 0,002 м, фідерні точки живлення випромінюючих елементів, які розташовують на відстані 16,15 мм від центра елементів (3), суцільний екрануючий шар провідника (4), коаксіальні роз'єми (5). Бортова планарна п'ятиелементна антенна решітка супутникового каналу передачі даних ADS-B працює наступним чином. До коаксіальних роз'ємів (5) під'єднують, за допомогою коаксіальних кабелів з хвилевим опором 50 Ом (6), будь-який промисловий радіочастотний дільник потужності сигналу (7), до якого, в свою чергу, під'єднують передавач ADS-B даних (8), електромагнітна енергія потрапляє до випромінюючих елементів таким чином, що середній з елементів отримує повну потужність, а чотири інші - потужність, що знижена на 3 дБ, у випромінюючих елементах електромагнітна енергія випромінюється, чи приймається (фіг. 3). Середній з елементів має одночасно дві точки живлення (3), що рознесені одна від одної на 90°, а точки живлення бокових елементів розташовані таким чином, щоб забезпечити можливість приймання чи передачі електромагнітної хвилі, як вертикальної, так і горизонтальної поляризації (фіг. 1). Підвищення ефективності від застосування бортової планарної п'ятиелементної антенної решітки супутникового каналу передачі даних ADS-B, яка заявляється, у порівнянні з найбільш близьким аналогом, досягається за рахунок отримання ДС, в якій головна пелюстка з послабленням до 3 дБі по потужності має ширину по куту місця - 160°, а за азимутом - 360°. Джерела інформації: 1. Патент ЄС № ЕР1182726 В1, МПК H01Q 1/12, H01Q 1/08, H01Q 1/32, 2004 (аналог). 2. Патент ЄС № ЕР0434268 В1 МПК H01Q 9/04, H01Q 21/00, H01Q 21/06, 1995 (найбільш близький аналог). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Бортова планарна п'ятиелементна антенна решітка супутникового каналу передачі даних ADSB, яка містить плоский масив мікросмужкових елементів випромінення у вигляді пластин провідника (смужок), і конструктивно складається з двох шарів провідника - елементів випромінення і екрануючого шару, і шару діелектрика між ними, а також радіочастотного роз'єму, яка відрізняється тим, що використовується п'ять випромінюючих елементів з відстанню між центрами елементів 1/4 довжини хвилі, причому три елемента розташовуються вздовж повздовжньої осі літака, а два додаткових випромінювача вздовж поперечної осі літака, випромінюючі елементи мають форму кола, використовується шість радіочастотних роз'ємів, а також наступна схема живлення антенної решітки: бокові випромінювачі відносно центрального мають зменшене на 3 дБ живлення за потужністю. 2 UA 98643 U 3 UA 98643 U 4 UA 98643 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5