[1]Изобретение относится к радиотехнике, более конкретно, к области антенной техники, и может быть использовано как однонаправленная относительно малогабаритная резонансная или широкополосная антенна, в том числе, как элемент антенной решетки.
[2]Известны двухполяризационные микрополосковые антенны включающие металлическую пластину, экран и диэлектрическое основание (Д.М. Сазонов. Антенны и устройства СВЧ, Москва, Высшая школа, 1988 г. стр. 258-261). Их недостаток - узкополосность и пониженный коэффициент полезного действия.
[3]Известны планарные антенны, содержащие плоский излучающий элемент, расположенный над металлическим экраном параллельно ему на увеличенной по сравнению с микрополосковой антенной высоте (Журнал «Радиолюбитель» г.Минск 2014 г.№8 стр.22). Известная антенна широкополосна и имеет высокий коэффициент полезного действия, но работает только на одной поляризации.
[4]Ближайшим аналогом (прототипом) изобретения является антенна, содержащая квадратный излучатель (с размером стороны около одной трети длины рабочей волны), расположенный над плоским экраном (патент РФ №2530242, п. 1. H01Q 21/24, 9.042013) и питаемый по коаксиальному кабелю.
[5]Технический результат предложения состоит в увеличении рабочего частотного диапазона, а также в возможности управления характеристиками антенны путем изменения соотношения между ее элементами. При этом возможна реализация, как узкополосной резонансной антенны, так и широкополосной диапазонной антенны, т.е. достигается дополнительно расширение арсенала плоскостных антенн.
[6]Технический результат достигается тем, что в двухполяризационной антенне, содержащей плоский металлический экран и размещенный над ним квадратный излучатель со стороной, равной примерно 1/3 длины рабочей волны, в углах квадратного излучателя на малом расстоянии от боковых границ квадратного излучателя выполнены 4 квадратных окна со стороной, меньшей половины стороны квадратного излучателя, так что образуется квадратная рамка, расположенная по периметру квадратного излучателя и две полосы, соединяющие середины противолежащих сторон квадратной рамки и образующие крестообразную фигуру в центре квадратного излучателя. В полосах выполнены узкие поперечные зазоры, расположенные симметрично относительно центра квадратного излучателя, к двум зазорам каждой полосы присоединен отрезок коаксиального кабеля длиной в половину длины рабочей волны в коаксиальном кабеле, а к одному из зазоров каждой полосы присоединен один из двух входных коаксиальных кабелей, выведенных через центр квадратного излучателя к металлическому экрану.
[7]На чертежах представлены:
[8]Фиг. 1 Вид сбоку предложенной антенны;
[9]Фиг. 2 Вид сверху предложенной антенны с большими (максимально возможными) окнами и зависимость коэффициента стоячей волны (КСВ) от частоты для данного варианта антенны;
[10]Фиг. 3 Вид сверху антенны с уменьшенными окнами и зависимость (КСВ) от частоты для данного варианта антенны
[11]Цифрами на фигурах обозначены:
[12]1 - Металлический экран
[13]2 - Квадратный излучатель
[21]10 - Опорные стойки-изоляторы
[22]11 - Трубчатая стойка, показанная пунктиром на фиг. 1.
[23]Предлагаемая антенна содержит плоский металлический экран 1, на котором установлен квадратный излучатель 2, (посредством опорных стоек-изоляторов 10 или одной стойки в виде металлической трубки 11, расположенной в центре квадратного излучателя 2).
[24]В углах квадратного излучателя 2 выполнены квадратные окна 3 таким образом, что образуются полосы 4 и рамка 5, причем ширина проводника рамки 5 много меньше длины рабочей волны, а ширина полос 4 зависит от размера окон 3 и может быть узкой (т.е. много меньше длины рабочей волны) при большом окне 3 или широкой при малом окне 3. В полосах 4 на равных расстояниях от центра 7 выполнены узкие зазоры 6, к которым подведено противофазное питание от входного кабеля 9 через полуволновые отрезки кабеля 8.
[25]При размере стороны квадратного излучателя 2 около 1/3 длины рабочей волны и данном способе питания по сторонам рамки 5 и параллельной им полосы 4 протекают однонаправленные синфазные токи и с учетом отражения от экрана 1 формируется однонаправленная диаграмма излучения с повышенным коэффициентом усиления.
[26]Свойства и характеристики предложенной антенны зависят от размеров ее элементов и могут регулироваться их выбором в широких пределах.
[27]Размер стороны квадратного излучателя 2 должен быть равен приблизительно 1/3 длины рабочей волны для достижения эффективного излучения. При большом размере квадратных окон 3 и узкой полосе 4 при разнесенных далеко друг от друга узких разрезах 6 входное сопротивление антенны велико, и для согласования с входным кабелем требуется уменьшение высоты 
расположения квадратного излучателя 2 над экраном 1 (фиг. 2). Антенна становится резонансной с узкой полосой (порядка 10%).
[28]При уменьшении размеров квадратных окон и сближении узких зазоров 6 друг с другом рабочий диапазон антенны расширяется и перекрытие по частоте достигает значения 1,5 и более (фиг. 3) при высоте расположения квадратного излучателя 2 над экраном 1 h≈1/8 длины рабочей волны λ.
[29]Экспериментальные образцы имели следующие размеры:
[30]а - длина стороны квадратного излучателя 2;
[31]b - длина стороны квадратного окна 3;
[32]h - высота квадратного излучателя 2 над экраном 1;
[33]с - ширина проводника 4 рамки 5;
[34]d - ширина проводника полосы 4;
[35]е - расстояние между узкими зазорами 6;
[36]λ - длина рабочей волны;
[37]λн - максимальная длина рабочей волны;
[38]fн - минимальная частота рабочего диапазона.
[39]Резонансная антенна (фиг.2)
[40]а=0.33λ; b=0,12λ; h=0,08λ; с=0,03λ; d=0,03λ; е=0,27λ
[41]Диапазонная антенна (фиг.З)
[42]а=0,31λн; b=0,06λн; h=0,12λн c=0,018λн, d=0,133λн; е=0,133λн
