PL439416A1 - Antena z elektronicznie sterowaną wiązką typu ESPAR - Google Patents

Abstract

Antena z elektronicznie sterowaną wiązką ESPAR zawierająca podstawę (4) anteny bazowej ESPAR (3) stanowiącej płaszczyznę masy, element aktywny (5) w formie anteny monopolowej, elementy pasywne (6) w formie anten monopolowych, złącze współosiowe, jednowrotnik o elektronicznie sterowanej impedancji, charakteryzuje się tym, że zastosowano obudowę modyfikującą charakterystykę promieniowania w płaszczyźnie elewacyjnej, w ten sposób, że konstrukcję anteny bazowej (3) zamyka się w obudowie, której zasadniczą częścią jest pierścień dielektryczny, wykonany z materiału o względnej przenikalności elektrycznej w zakresie od 2 do 20, przy czym promień pierścienia w przekroju poprzecznym przez pierścień zawiera się w zakresie od 0,5 λ₀ do 1 długość fali w wolnej przestrzeni λ₀, natomiast promień pierścienia w przekroju podłużnym, zawiera się w zakresie od 0,05 λ₀ do 0,2 λ₀, a ponadto pierścień osadzony jest w odległości H od podstawy (4) anteny bazowej (3) zawierającej się w zakresie od -0,3 λ₀ do 0,3 λ₀ oraz jest do niej równoległy.

Description

Antena z elektronicznie sterowana wiazka typu ESPAR Wynalazek dotyczy konstrukcji anteny z elektronicznie sterowana wiazka w plaszczyznie horyzontalnej typu ESPAR z opracowanymi elementami modyfikujacymi jej charakterystyke promieniowania w plaszczyznie elewacyjnej. Wynalazek ma zastosowanie w systemach komunikacji bezprzewodowej, gdzie wprowadza funkcjonalnosc sterowania kierunkiem promieniowania mozliwosc adaptacji ksztaltu charakterystyki promieniowania anteny do konkretnych warunków. Znane sa anteny rekonfigurowalne bedace w stanie wykryc kierunek, z którego nadaje konkretne urzadzenie radiowe i skierowac swoja wiazke glówna w te strone. Wlasciwoscia pozwalajaca tego dokonac jest mozliwosc ksztaltowania charakterystyki promieniowania, która typowo osiagana jest poprzez zastosowane szyków antenowych z mozliwoscia sterowania zaleznosciami fazowymi pomiedzy elementami. Implementacja takiego rozwiazania wymaga zastosowania drogich elementów jakimi sa przesuwniki fazy oraz zaprojektowania skomplikowanej sieci zasilajacej poszczególne elementy, która równiez negatywnie wplywa na efektywnosc energetyczna anteny. Cechy te sprawiaja, ze anteny tego typu nie nadaja sie do zastosowania w prostych urzadzeniach np. Internetu Rzeczy (ang. loT - lnternet-of-Things), lub bezprzewodowych sieciach sensorowych (ang. WSN - Wireless Sensor Network). Odpowiedzia na potrzeby tego typu systemów sa anteny typu ESPAR (ang. Electronically Steerable Parasitic Array Radiator), czyli grupa anten osiagajaca funkcjonalnosc ksztaltowania wiazki dzieki zastosowaniu elementów pasozytniczych/pasywnych, czyli takich, do których nie doprowadza sie sygnalu pobudzajacego. Typowa konstrukcja anteny ESPAR, znana np. z opisu patentowego US6606057, sklada sie z pojedynczego elementu aktywnego, który pobudzany jest za pomoca sygnalu radiowego i otaczajacych go kilku elementów pasywnych, podlaczonych jedynie do jednowrotnika (ukladu mikrofalowego o jednych wrotach bedacych jednoczesnie wejsciem i wyjsciem ukladu) o elektronicznie PL 439416 A1 2/29sterowanej impedancji. Znane sa konstrukcje zarówno nieposiadajace plaszczyzny masy, np. oparte o elementy w formie anten dipolowych, jak i takie, które posiadaja plaszczyzne masy np. oparte o umieszczone nad nia elementy monopolowe. Druga z wymienionych opcji jest szczególnie wartosciowa z perspektywy mozliwych zastosowan, gdyz wspomniana plaszczyzna masy pozwala umiescic na jej spodniej warstwie uklad sterujacy, zmniejszajac tym samym jego wplyw na dzialanie anteny. Wykorzystanie plaszczyzny masy niesie za soba konsekwencje w postaci podniesienia kierunku wiazki glównej w plaszczyznie elewacyjnej, (typowo jest to ok. 60° wzgledem kierunku prostopadlego do plaszczyzny masy). Taka wlasciwosc moze byc niepozadana, np. w przypadku, gdy urzadzenia, z którymi ma nastapic komunikacja radiowa znajduja sie w plaszczyznie horyzontalnej anteny. W zwiazku z tym powstaly konstrukcje pozwalajace na uzyskanie horyzontalnego kierunku promieniowania, znane np. z publikacji R. Schlub and D. V. Thiel, "Switched parasitic antenna on a finite ground piane with conductive sleeve," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 52, no. 5, pp. 1343-1347, May 2004, doi: 10.1109/TAP.2004.827504, gdzie wykorzystano w tym celu metalowy kolnierz dolaczony do krawedzi plaszczyzny masy. Z kolei w konstrukcji znanej z opisu patentowego US6606057B2 zastosowano, otaczajacy elementy pasywne, ustawiony na plaszczyznie masy dielektryczny pierscien, który oprócz uzyskania horyzontalnego kierunku maksymalnego promieniowania ma równiez zwiekszac zysk anteny. W obu tych przypadkach do osiagniecia celu wymagana jest modyfikacja projektu bazowego anteny (przed wprowadzeniem dodatkowych elementów) w zakresie modyfikacji plaszczyzny masy, czy dostrojenia impedancji jednowrotników podlaczonych do elementów pasywnych. W opisanych wczesniej konstrukcjach anten typu ESPAR elementy odpowiadajace za mozliwosc przelaczania kierunku wiazki glównej anteny w plaszczyznie horyzontalnej pozwalaja równiez na stosunkowo swobodny dobór parametrów charakterystyki promieniowania w przekroju horyzontalnym (np. szerokosc wiazki trzydecybelowej). PL 439416 A1 3/29Problem stanowi natomiast optymalizacja ksztaltu w przekroju elewacyjnym. Zwykle charakterystyka w tym przekroju nachylona jest pod pewnym stalym, zwiazanym z konstrukcja anteny katem. W przypadku anteny opartej o monopole jest to ok. 60° wzgledem kierunku prostopadlego do plaszczyzny masy. Podobnie trudnosc stanowi konfigurowanie szerokosci trzydecybelowej w przekroju elewacyjnym. Taka sytuacja moze byc nieoptymalna w zaleznosci od przestrzennego rozkladu urzadzen komunikujacych sie z antena. W kazdym praktycznym przypadku komunikacji bezprzewodowej pozadane jest, aby mozliwie duza czesc mocy byla wypromieniowana w strone tych urzadzen. Z jednej strony poprawia to jakosc polaczenia z nimi, z drugiej zmniejsza podatnosc na sygnaly niepozadane, nadchodzace z innych kierunków. Tak jak wspomniano wczesniej maksimum promieniowania dla znanej anteny ESPAR bazujacej na elementach monopolowych wypada na ok. 60°. Zatem dla przypadku gdy antena 1 zamontowana jest na suficie pomieszczenia, lacze bezprzewodowe ma najlepsze parametry w sytuacji przedstawionej na fig. 1, czyli gdy urzadzenia bezprzewodowe 2 znajduja sie na wysokosci zblizonej do h2, czyli wlasnie pod katem, na którym znajduje sie maksimum promieniowania. Natomiast, w przypadku przedstawionym na fig. 2, gdy urzadzenia 2 znajduja sie na zblizonej wysokosci (np. na wysokosci hl, lub równiez na suficie) wówczas poprawe parametrów przyniosloby zwiekszenie kata nachylanie wiazki (60°) oraz analogicznie, w przypadku przedstawionym na fig. 3 korzystne byloby zmniejszenie nachylenia {<60°). Z kolei w sytuacji przedstawionej na fig. 4, gdy urzadzenia bezprzewodowe 2 znajduja sie na róznych wysokosciach, poszerzenie wiazki, tak zeby mozliwie równomiernie pokrywala szeroki zakres katowy zapewnieni zblizone warunki komunikacji dla wszystkich urzadzen. Zatem, wymagania co do charakterystyki promieniowania beda inne, gdy urzadzenia znajduja sie na zblizonej wysokosci (np. antena na pojezdzie autonomicznym) i inne gdy zamontowane beda znacznie nizej od niej (np. antena na suficie hali magazynowej). PL 439416 A1 4/29Trzecim przykladem moze byc sytuacja, w której nie mozna okreslic pojedynczego kierunku (w elewacji), w którym sie znajduja sie urzadzenia, wówczas najlepiej byloby zapewnic jak najbardziej równomierne pokrycie calej przestrzeni w kierunku elewacyjnym. Tak jak napisano wczesniej, znane sa juz konstrukcje kierujace wiazke glówna w strone kierunku zgodnego z plaszczyzna masy anteny, brakuje natomiast uniwersalnego rozwiazania pozwalajacego osiagnac równiez inne zalezne od konkretnego zastosowania cele: skierowanie wiazki w celu osiagniecia maksimum promieniowania w innym kierunku niz horyzontalny czy poszerzenie wiazki trzydecybelowej w celu zapewnienia pokrycia maksymalnego zakresu katowego dla równomiernego wypromieniowywania energii w kierunku elewacyjnym. Aby rozwiazanie mozna bylo latwo zastosowac w praktyce oraz dopasowac do wymaganych zastosowan, bardzo wazne jest równiez, aby nie wymagalo modyfikacji konstrukcji anteny bazowej, tzn. zeby w prosty sposób pozwalalo dostosowac te sama antene do róznych sytuacji. Stad cel wynalazku, czyli opracowanie rozwiazania umozliwiajacego latwe dostosowanie charakterystyki raz wyprodukowanej anteny bazowej do konkretnych potrzeb. Cel zostal uzyskany dzieki wprowadzeniu cech obudowy anteny, która zmienia ksztalt charakterystyki promieniowania w plaszczyznie elewacyjnej. Wynalazek pozwoli na zmiane ksztaltu elewacyjnego przekroju charakterystyki promieniowania, a nie tylko horyzontalnego jak w znanych antenach ESPAR, i tym samym umozliwi stosowanie tej samej anteny bazowej w róznych konfiguracjach przestrzennych urzadzen (sytuacje przedstawione na fig. 1-4) wylacznie poprzez proste dostosowanie cech obudowy wedlug wynalazku, która w zasadniczej czesci zbudowana jest z pierscienia. Tym samym uzycie wynalazku pozwoli na poprawienie jakosci transmisji, zwiekszajac tym samym odpornosc na zaklócenia i poprawiajac dokladnosc algorytmów estymujacych kat nadchodzacych sygnalów. PL 439416 A1 /29Wynalazek dotyczy konstrukcji anteny z elektronicznie sterowana wiazka typu ESPAR - która jest znana i stanowi bazowa antene, której charakterystyke promieniowania modyfikuje sie poprzez obudowe zawierajaca w podstawowe - bazowej, istotnej czesci pierscien dielektryczny, zwany dalej i zamiennie pierscieniem, który pozwala na zmiane charakterystyki promieniowania w plaszczyznie elewacyjnej. W opisie stosuje sie antena bazowa - znana bez obudowy z pierscieniem. Antena wg. wynalazku - to zamknieta w obudowie, której zasadnicza czescia jest pierscien - czyli antena z obudowa do modyfikacji charakterystyki promieniowania. Wykorzystanie bazowej antena ESPAR umozliwia sterowanie kierunkiem promieniowania w plaszczyznie horyzontalnej, natomiast znamienna cecha anteny wedlug wynalazku jest modyfikacja ksztaltu charakterystyki promieniowania w plaszczyznie elewacyjnym dzieki opracowanym cechom wprowadzonego pierscienia dielektrycznego, bedacego czescia calej obudowy. Pod pojeciem pierscienia rozumie sie bryle geometryczna ograniczona powierzchnia toroidu, czyli powstala w skutek obrotu dowolnej plaskiej krzywej zamknietej wokól osi lezacej w plaszczyznie tej krzywej, ale nieprzecinajacej jej. Wedlug wynalazku os obrotu przechodzi przez srodek podstawy anteny bazowej i jest do niej prostopadla, zatem pierscien osadzony jest równolegle do podstawy anteny, a jego srodek pokrywa sie ze srodkiem podstawy anteny bazowej. Korzystnie, gdy obracana krzywa zamknieta - figura w przekroju podluznym przez pierscien i tworzaca pierscien, widoczna w przekroju podluznym pierscienia jest okrag, wówczas promien takiego okregu dalej nazywany jest promieniem przekroju podluznego pierscienia Ro. Innym mozliwym ksztaltem jest wielokat foremny. W obu tych przypadkach - pierscienia w ksztalcie okregu w przekroju podluznym i wielokata foremnego mozna wskazac promien okregu, w przypadku wielokata jest to promien okregu opisanego na tym wielokacie, nazywany wspólnie jako Ro - promien przekroju podluznego pierscienia. Korzystnym przykladem wielokata foremnego moze byc osmiokat, wówczas promien PL 439416 A1 6/29opisanego na nim okregu dalej nazywany jest promieniem przekroju podluznego pierscienia Ro. Odleglosc srodka okregu (lub okregu opisanego na wielokacie foremnym) od osi obrotu - czyli do srodka podstawy anteny bazowej w przekroju poprzecznym, dalej nazywana jest promieniem pierscienia R, natomiast odleglosc srodka okregu (lub okregu opisanego na wielokacie foremnym) od plaszczyzny, w której znajduje sie podstawa anteny dalej nazywana jest odlegloscia pierscienia od podstawy anteny bazowej H. Pierscien moze znajdowac sie zarówno w plaszczyznie podstawy anteny bazowej (H = O), jak i ponad (H O) lub pod (H < O) nia ale zawsze równolegle do plaszczyzny podstawy anteny bazowej. W zwiazku z tym istnieja konfiguracje, w których pierscien styka sie z podstawa anteny bazowej - np. kiedy Ro ~ I HI, a R jest mniejsze od promienia podstawy anteny bazowej. Fakt ten nie wplywa jednak na dzialanie wynalazku. Istnieja równiez konfiguracje, w których pierscien nie styka sie z podstawa anteny bazowej, np. kiedy Ro < I HI i R jest wieksze od promienia podstawy anteny bazowej. Ponadto, wedlug wynalazku dobrano nastepujace cechy pierscienia dielektrycznego: promien pierscienia w przekroju poprzecznym R, promien przekroju podluznego pierscienia Ro, odleglosc pierscienia od podstawy anteny bazowej H oraz wzgledna przenikalnosc elektryczna materialu, z którego jest wykonany pierscien. Tym sposobem osiaga sie pozadana modyfikacje charakterystyki promieniowania. Istota wynalazku to wzgledna przenikalnosc elektryczna materialu, z którego wykonany jest pierscien zawierajaca sie w zakresie od 2 do 20, promien pierscienia R zawierajacy sie w zakresie od 0,5 i\.0 do 1 i\.0, promien przekroju podluznego pierscienia Ro zawierajacy sie w zakresie od 0,05 i\.0 do 0,2 i\.0 i odleglosc pierscienia od podstawy anteny H zawierajaca sie w zakresie w zakresie od -0,3 i\.0 do 0,3 i\.0. i\.0 to dlugosc fali elektromagnetycznej w wolnej przestrzeni. Dobrany zakres przenikalnosci materialu, z którego zbudowany jest pierscien dielektryczny potwierdzono w przykladach wykonania. PL 439416 A1 7/29W korzystnym wariancie wykonania obudowy pierscien stanowi jeden z elementów obudowy anteny, której pozostale elementy: podstawa pokrywa w calosci zaslaniaja/zamykaja antene bazowa i pierscien, tworzac jedna bryle - pierscien od góry wraz z antena bazowa osloniety jest pokrywa, zas od dolu podstawa. Te dodatkowe elementy obudowy w tym wariancie wykonania wynalazku umozliwiaja osadzenie pierscienia i calkowite osloniecie anteny bazowej. Przez osadzenie rozumie sie trwale polaczenie z podstawa lub pokrywa, dzieki czemu zapewnione jest odpowiednie spozycjonowanie pierscienia wzgledem anteny bazowej. Pierscien osadzony jest zatem w podstawie i/lub pokrywie. W tym wariancie dobrano równiez material z jakiego wykonane sa dodatkowe elementy obudowy - korzystnie zatem pokrywa i podstawa obudowy wykonane sa z materialu o wzglednej przenikalnosci elektrycznej w zakresie 1,01 - 3. Korzystnie jest jak material z jakiego wykonany jest pierscien byl wyzszy. Dzieki temu obudowa anteny oprócz standardowej poprawy wlasnosci mechanicznych i zwiekszenia odpornosci na warunki zewnetrzne, zapewniania wlasciwe spozycjonowanie pierscienia wzgledem anteny bazowej, eliminujac tym samym potrzebe wprowadzania dodatkowych elementów pozycjonujacych. W zaleznosci od odleglosci od podstawy anteny bazowej H pierscien moze byc bezposrednio/stykowa polaczony z podstawa obudowy (H ~ O) lub pokrywa obudowy (H O). Ksztalt i wymiary podstawy i pokrywy obudowy wynikaja z parametrów wedlug wynalazku - R, H, Ro i nie jest szczególowo sprecyzowane, wymaga sie jedynie, aby podstawa wraz z pokrywa pozwalaly na odpowiednie spozycjonowanie pierscienia wzgledem anteny bazowej oraz zamykaly przestrzen wokól anteny bazowej i pierscienia - zamykajac go wewnatrz. Istotnym jest aby material z jakiego sa wyprodukowane sa pokrywa i podstawa obudowy, w tym wariancie wykonania, charakteryzowal sie niska wzgledna przenikalnoscia elektryczna w zakresie 1,01 - 3, moze to byc ten sam material, którego zbudowany jest pierscien lub inny - korzystny wariant gdy przenikalnosc elektryczna materialu pierscienia jest stosunkowo wysoka, wyzsza niz materialu jaki buduje pokrywe i podstawe obudowy - PL 439416 A1 8/29wieksza niz 3. Zatem, warianty dobrania materialu z którego wykonane sa poszczególne elementy obudowy to: pierscien wykonany z innego materialu niz podstawa i pokrywa lub pierscien wykonany z tego samego materialu co podstawa i pokrywa - mozliwe w przypadku, gdy wzgledna przenikalnosc elektryczna pierscienia zawiera sie zarówno w zakresie dla materialu pierscienia jak i w zakresie dla materialu podstawy i pokrywy obudowy, czyli 2 - 3. Pokrywa i podstawa moga byc wykonane z tego samego lub innego materialu, korzystnie z tego samego w podanym zakresie 1,01-3. Korzyscia wynalazku jest jego uniwersalnosc, zastosowanie obudowy wedlug wynalazku nie wymaga modyfikacji projektu anteny bazowej - nie wymaga ingerencji w konstrukcje anteny bazowej. W zwiazku z tym mozna wykorzystac jedna antene bazowa i dostosowac jej charakterystyke do róznych sytuacji jedynie poprzez zmiane parametrów obudowy, a w szczególnosci zintegrowanego w niej pierscienia, czyli promienia przekroju podluznego pierscienia Ro, promienia w przekroju poprzecznym przez pierscien R, wysokosci pierscienia od podstawy anteny bazowej H i wzglednej przenikalnosci elektrycznej - w zakresach podanych powyzej. Przy czym w wariancie wykonania wynalazku w kazdym przypadku powyzej opisanym podstawa pokrywa obudowy pozycjonuja pierscien oraz zamykaja przestrzen wokól anteny bazowej wraz z pierscieniem w zwiazku z tym konieczne jest takie dostosowanie ich ksztaltu i wymiarów aby mogly spelnic te funkcje. Wynalazek opisano blizej w przykladach wykonania i na rysunkach, gdzie: Na fig. 1-4 to figury pokazujace stan techniki - zobrazowano problematyke zwiazana ze znanymi antenami ESPAR i cel wynalazku. Na fig. 5 znana antene bazowa ESPAR w widoku aksonometrycznym - element wynalazku Na fig. 6 znana antene bazowa ESPAR w przekroju podluznym - element wynalazku PL 439416 A1 9/29Na fig. 7 wynalazek czyli antene w obudowie wykorzystujaca konstrukcje anteny bazowej w widoku aksonometrycznym - ogólny przyklad realizacji wynalazku Na fig. 8 wynalazek czyli antene w obudowie, której czesc zostala usunieta w celu prezentacji elementów znajdujacych sie wewnatrz w widoku aksonometrycznym - ogólny przyklad realizacji wynalazku - w czesci otworzona obudowa z fig. 7 celem wizualizacji usytuowania obudowy w stosunku do anteny bazowej Na fig. 9 przekrój podluzny anteny z obudowa - realizacja przykladu 1. wynalazku Na fig. 10 wykres znormalizowanej charakterystyki promieniowania dla przykladu 1. w przekroju elewacyjnym Na fig. 11 przekrój podluzny anteny z obudowa w innej realizacji - realizacja przykladu 2. wynalazku Na fig. 12 wykres znormalizowanej charakterystyki promieniowania dla przykladu 2. w przekroju elewacyjnym. Przyklad ogólny W wynalazku stosuje sie znana konstrukcje anteny bazowej typu ESPAR z przelaczana wiazka 3. Antene bazowa ESPAR przedstawiono na fig. S, natomiast na fig. 6 jest jej przekrój porzeczny. Dopracowano nastepujace cechy wynalazku. Podstawa 4 anteny bazowej 3 zrealizowana jest w formie okraglej plytki z obwodem drukowanym o promieniu Rg w zakresie od 0,5 i\0 do 0,7 i\o (i\o - dlugosc fali w wolnej przestrzeni), której górna warstwa stanowi plaszczyzne masy anteny, natomiast po drugiej stronie zamontowane sa elementy elektroniczne. Na srodku podstawy 4 anteny bazowej 3 znajduje sie element aktywny 5, o wysokosci Ha w zakresie od 0,2 i\0 do 0,3 Ao, w postaci anteny monopolowej. Antena pobudzana jest za pomoca zlacza wspólosiowego 7 (np. PL 439416 A1 /29SMA ang. SubMiniature version A) - przewód wewnetrzny polaczony jest z elementem aktywnym 5, natomiast przewód zewnetrzny z plaszczyzna masy anteny znajdujaca sie na podstawie 4 anteny bazowej. Element aktywny 5 otacza od 2 do 24 elementów pasywnych 6 o wysokosci Hp w zakresie od 0,2 i\.0 do 0,3 i\.0 , równomiernie rozmieszczonych na okregu o promieniu Rp w zakresie od 0,25 i\.0 do 0,5 i\.0 , równiez w postaci anten monopolowych, te jednak podlaczone sa do jednowrotników o elektronicznie sterowanej impedancji 8. Ustawianie impedancji zblizonej do elektrycznego zwarcia sprawia, ze element przyjmuje funkcje reflektora (odbija fale elektromagnetyczna), natomiast ustawienie impedancji zblizonej do elektrycznego rozwarcia sprawia, ze element przyjmuje funkcje direktora (przepuszcza fale elektromagnetyczna). W przypadku gdy wszystkie elementy pasywne sa direktorami antena ma dookólna charakterystyke promieniowania, ustawienie przynajmnieJ jednego reflektora powoduje, ze zaczyna nabierac ona wlasciwosci kierunkowych. Optymalne wlasnosci kierunkowe uzyskuje sie w przypadku 40 - 60 % elementów ustawionych na funkcje reflektora. Cykliczna zmiana funkcji elementów pozwala na przemiatanie kierunku promieniowania w plaszczyznie horyzontalnej w zakresie 360°, rozdzielczosc dyskretnych przelaczen zalezy od liczby elementów pasywnych (np. dla 12: 360°/12 = 30°). Znamienna cecha wynalazku jest specjalna konstrukcja obudowy anteny 10 która zawiera w tym przykladzie: podstawe 11, pokrywe 12 oraz dielektryczny pierscien 9 w formie toroidu - bazowa czesc obudowy, najistotniejsza. Mozliwe jest inne osadzenie pierscienia i zamkniecie - obudowanie z kazdej strony anteny bazowej niz za pomoca podstawy i pokrywy obudowy. W tym przykladzie, pierscien ma kolowy ksztalt przekroju podluznego przez pierscien, czyli figura tworzaca pierscien jest okrag. Ogólny przyklad realizacji wynalazku przedstawiono na fig. 7, natomiast na fig. 8 ten sam przyklad z wycieta czescia obudowy w celu pokazania elementów znajdujacych sie w srodku. Wedlug wynalazku opracowano, ze: wzgledna przenikalnosc elektryczna materialu, z którego jest wykonany jest pierscien 9 zawiera sie w zakresie od 2 do 20, wzgledna przenikalnosc elektryczna materialu, z którego jest wykonane sa podstawa 11 i pokrywa 12 obudowy zawiera sie w PL 439416 A1 11/29zakresie od 1,01 do 3, promien pierscienia w przekroju poprzecznym R zawiera sie w zakresie od 0,5 "11.0 do 1 "11.0, promien przekroju podluznego pierscienia Ro zawiera sie w zakresie od 0,05 "11.0 do 0,2 "11.0, a odleglosc pierscienia od podstawy anteny H zawiera sie w zakresie w zakresie od -0,3 "11. 0 do 0,3 "11. 0 . Pokazano to na fig. 7-8 - R, Ro i H. Pierscien 9 polaczony jest bezposrednio/stykowa z podstawa 11 i/lub pokrywa 12 obudowy w zaleznosci od tego czy powinien znajdowac sie nad czy pod podstawa 4 anteny bazowej. W tym przykladzie pierscien 9 polaczony jest z pokrywa 12 obudowy, poniewaz znajduje sie ponad podstawa 4 anteny bazowej (H0). W zwiazku z tym nie potrzeba dodatkowych elementów pozycjonujacych pierscien 9. Podstawa 11 oraz pokrywa 12 obudowy wykonane sa z materialu dielektrycznego o niskiej wzglednej przenikalnosci elektrycznej (mniejsza niz 3, np. ABS - terpolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy) w zwiazku z tym ich wplyw na charakterystyke promieniowania jest zminimalizowany. W zwiazku z tym konkretny ksztalt podstawy 11 i pokrywy 12 obudowy ma drugorzedne znacznie dla elektromagnetycznych parametrów wynalazku, musi jedynie zamykac przestrzen wokól anteny oraz pozwalac na odpowiednie spozycjonowanie pierscienia 9. Pokrywa obudowy 12 jest równolegla do plaszczyzny podstawy 4 anteny bazowej 3, okala pierscien dielektryczny 9 i laczy sie z podstawa 11 obudowy, która zweza sie ku dolowi i zakonczona jest plaszczyzna równolegla do podstawy 4 anteny bazowej 3, zamykajac tym samym antene bazowa 3 od dolu podstawa 11. Zasada dzialania wynalazku opiera sie na wykorzystaniu propagacyjnych wlasciwosci materialu dielektrycznego, z którego wykonany jest pierscien. Charakteryzuje sie on wieksza przenikalnoscia elektryczna od powietrza i w zwiazku z tym jego obecnosc w otoczeniu anteny wplywa na sposób propagacji fali elektromagnetycznej i w konsekwencji zmienia charakterystyke promieniowania anteny. Z jednej strony wystepuja odbicia na granicy osrodków (powietrze-dielektryk) zwiazane z róznica impedancji, z drugiej nastepuje spowolnienie fali propagujacej sie przez dielektryk budujacy pierscien. PL 439416 A1 12/29Figura budujaca pierscien, okreslajaca jego ksztalt w przekroju podluznym, której obrót tworzy pierscien nie musi byc okregiem, ale wielokatem foremnym np. szesciokatem lub osmiokatem, korzystnie jednak jest to okrag. Stosowana figura to osmiokat foremny, a opisany na nim okrag ma promien Ro. W tym przypadku pokazanym na fig. 8 i fig. 9 jest to okrag. Ze wzgledu na stosowana metode produkcji moze okazac sie, ze znacznie wygodniej jest wyprodukowac pierscien o przekroju podluznym osmiokatnym (np. druk 3D). W przypadku zamiany okregu na wielokat ten sam efekt w kontekscie wplywu na charakterystyke promieniowania mozna osiagnac tak dostosowujac Ro, aby pola powierzchni wielokata i okregu byly jednakowe. W zwiazku z tym, dobierajac wartosci parametry pierscienia 9 jak promien pierscienia R, promien przekroju poprzecznego pierscienia Ro, odleglosc pierscienia od podstawy anteny H, wzgledna przenikalnosc elektryczna i modyfikujac podstawe 11 i pokrywe 12 obudowy, tak aby odpowiednio pozycjonowaly pierscien mozna osiagnac rózne efekty w kontekscie ksztaltu charakterystyki promieniowania anteny w przekroju elewacyjnym, takie jak: zmiana kierunku (pochylenie lub podniesienie) wiazki glównej wzgledem plaszczyzny masy, zwiekszenie trzydecybelowej szerokosci wiazki w celu zapewnienia równomiernego rozkladu w wybranym zakresie katowym lub jej skupienie w celu zwiekszenia zysku. Konkretne kombinacje parametrów pierscienia zestawione z uzyskiwanym efektem przedstawiono w przykladach w dalszej czesci opisu. Wynalazek pozwala na latwa zmiane parametrów calej anteny, poprzez wymiane obudowy na taka realizujaca odmienny cel, ale parametry pierscienia 9 (R, Ro, H i wzgledna przenikalnosc elektryczna) musza zawierac w ustalonych zakresach. Zatem, zastosowanie wynalazku nie wymaga ingerencji w konstrukcje anteny bazowej. Wynalazek ma zastosowanie w systemach bezprzewodowych gdzie pozwala dopasowac charakterystyke promieniowania anteny ESPAR do konkretnego rozkladu PL 439416 A1 13/29urzadzen. Co wiecej, oznacza to ze wystarczy miec jeden projekt anteny bazowej i w zaleznosci od potrzeb dobierac odpowiednio cechy obudowy jednakze w opracowanym zakresie R, Ro i Hi wzglednej przenikalnosci elektrycznej. Przykladem zastosowania moze byc sytuacja, w której wynalazek montowany jest na suficie hali magazynowej, a ma komunikowac sie z urzadzeniami znajdujacymi sie na ziemi. Wówczas wynalazek mozna wykorzystac aby zapewnic wiekszy poziom sygnalu w obszarze bezposrednio pod antena w stosunku do przypadku bez obudowy. Natomiast jesli te urzadzenia zamontowane beda na zblizonej wysokosci w stosunku do wynalazku, wówczas zastosowana zostanie obudowa pozwalajaca na skupienie promieniowania w plaszczyznie zblizonej do horyzontalnej. W sytuacji gdy wynalazek zamontowany bedzie na robocie inspekcyjnym odbierajacym dane z róznego rodzaju sensorów znajdujacych sie w róznych miejscach i na róznych wysokosciach, modyfikacja wynalazku pozwoli na maksymalne poszerzenie wiazki anteny, aby zapewnic niezawodna komunikacje z kazdym z sensorów. Wynalazek charakteryzuje sie mniejsza zlozonoscia konstrukcji, nizsza cena oraz poborem mocy w stosunku do antenowych szyków fazowych standardowo stosowanych do realizacji tej funkcji. Dzieki tym cechom wynalazek moze byc wykorzystany w bezprzewodowych sieciach sensorowych, gdzie wykorzystanie kierunkowej charakterystyki promieniowania pozwala na obnizenie wymaganych do poprawnej komunikacji mocy nadawczych, skutkujac wydluzonym czasem pracy na baterii lub mozliwoscia redukcji liczby niezbednych wezlów poprzez zwiekszenie ich zasiegu. Dodatkowo, w polaczniu z algorytmami estymacji kierunku nadejscia sygnalu mozliwe jest wyznaczanie pozycji urzadzen bezprzewodowych, a mozliwosc modyfikacji ksztaltu wiazki anteny w kierunku elewacyjnym pozwala na poprawienie dokladnosci tej estymacji, a w efekcie równiez wyznaczania ich pozycji. Inna mozliwoscia jest zastosowanie wynalazku w systemach komunikacji miedzy pojazdami w celu poprawy jakosci lacza w wymagajacym, PL 439416 A1 14/29silnie odbiciowym srodowisku (np. centrum miasta), w którym tego typu systemy sa wykorzystywane. Wykorzystanie obudowy modyfikujacej kierunek wiazki w plaszczyznie elewacyjnej pozwala na zapewnienie bardziej stabilnej komunikacji z elementami infrastruktury drogowej umieszczonej na konkretnej wysokosci wzgledem pojazdu. Dzieki temu manipulowanie kierunkiem wiazki zmniejszy poziom sygnalów odbieranych z niepozadanych kierunków, tym samym poprawiajac bezpieczenstwo komunikacji poprzez zwiekszenie odpornosci na sygnaly zaklócajace. Przyklad szczególowy 1. Przykladem wykonania wynalazku jest antena, której przekrój podluzny przedstawiono na fig. 9. W tym przykladzie antena pracuje na czestotliwosci 2,45 GHz. Element aktywny 5 anteny zrealizowany jest w formie metalowego preta o dlugosci Ha= 26,4 mm (0,22 i\. 0 ) i umieszczony jest na srodku podstawy 4 promieniu Rg= 76,2 mm (0,62 i\.0) i pobudzany za pomoca zlacza SMA (typ zlacza wspólosiowego 7). Podstawa 4 anteny bazowej zrealizowana jest w formie plytki PCB (plytka z obwodem drukowanym), której górna warstwa metalizacji stanowi plaszczyzne masy anteny. Element aktywny 5 otoczony jest przez 12 elementów pasywnych 6 w formie metalowych pretów o dlugosci Hp= 25,7 mm (0,21 i\.0). Elementy pasywne 6 sa równomiernie na okregu o promieniu Rp= 46,8 mm (0,38 i\.0). Elementy pasywne 6 podlaczone sa do kluczy mikrofalowych (realizacja jednowrotnika o elektronicznie sterowanej impedancji 8) pozwalajacych na ich rozwarcie lub zwarcie do plaszczyzny masy/podstawy 4. Piec kolejnych elementów pasywnych jest rozwartych dzialajac jak direktory, natomiast pozostale siedem sa zwarte do masy dzialajac jak reflektory. Antena wyposazona jest w obudowe 10, której kluczowa czescia jest pierscien dielektryczny 9 wykonany z materialu o wzglednej przenikalnosci dielektrycznej równej 10 (w tym przypadku zastosowano PREPERM® 3D ABSlO00 filament), a pozostale jego parametry to: promien pierscienia R = 89,2 mm (0,73 i\.o), promien przekroju poprzecznego Ro= 12,4 mm (0,1 i\.o) i odleglosc pierscienia od podstawy anteny H = 20,6 mm (0,17 i\.o). Pierscien 9 polaczony jest bezposrednio/stykowa PL 439416 A1 /29z pokrywa 12 obudowy, co zapewnia poprawne jego spozycjonowanie wzgledem anteny bazowej. Podstawa 11 obudowy styka sie zarówno z pokrywa 12 obudowy jak i podstawa 4 anteny bazowej 3. Podstawa 11 i pokrywa 12 obudowy wykonane sa z materialu o niskiej wzglednej przenikalnosci elektrycznej (w tym przypadku ABS - terpolimer a krylon itrylo-butad ieno-styre nowy o wzglednej prze n i ka In osci wynoszacej ok. 2,6). Podstawa i pokrwa jest wykonana z tego samego materialu ale innego niz pierscien. Dzieki opracowanej antenie wedlug przykladu 1. uzyskano efekt pochylenia wiazki w kierunku podstawy/plaszczyzny masy, zwiekszajac tym samym czesc mocy promieniowanej w kierunku horyzontalnym. Porównanie ksztaltów elewacyjnych przekrojów charakterystyki promieniowania anteny wedlug wynalazku (z obudowa) i anteny bazowej (bez obudowy) przedstawiono na fig. 10. Efektem osiaganym w przykladzie 1. Jest pochylenie wiazki, a nie jej poszerzenie, dlatego nie jest ujety w tabeli 1. Z wykresu na fig. 10. wynika, ze maksimum promieniowania w przekroju elewacyjnym dla anteny z przykladu 1. wystepuje na kacie wiekszym niz w przypadku anteny bazowej (bez obudowy), zatem wiazka glówna zostala pochylona w kierunku podstawy anteny. Przyklad szczególowy 2. Innym przykladem wykonania wynalazku jest antena, której przekrój podluzny przedstawiono na fig. 11. W tym przykladzie antena pracuje na czestotliwosci 2,45 GHz. Element aktywny 5 anteny zrealizowany jest w formie metalowego preta o dlugosci Ha= 26,4 mm (0,22 Aa) umieszczony jest na srodku podstawy 4 promieniu Rg= 76,2 mm (0,62 Aa) i pobudzany za pomoca zlacza SMA (typ zlacza wspólosiowego 7). Podstawa 4 anteny bazowej zrealizowana jest w formie plytki PCB (plytka z obwodem drukowanym), której górna warstwa metalizacji stanowi plaszczyzne masy anteny. Element aktywny 5 otoczony jest przez 12 elementów pasywnych 6 w formie metalowych pretów o dlugosci Hp= 25,7 mm (0,21 Aa). Elementy pasywne 6 sa równomiernie na okregu o promieniu Rp= 46,8 mm {0,38 Aa). Elementy pasywne 6 podlaczone sa do kluczy PL 439416 A1 16/29mikrofalowych (realizacja jednowrotnika o elektronicznie sterowanej impedancji 8) pozwalajacych na ich rozwarcie lub zwarcie do plaszczyzny masy/podstawy 4. Piec kolejnych elementów pasywnych jest rozwartych dzialajac jak direktory, natomiast pozostale siedem sa zwarte do masy dzialajac jak reflektory. Ponownie, antena wyposazona jest w obudowe 10, której kluczowa czesc stanowi pierscien dielektryczny 9, ale o innych niz w przykladzie 1. parametrach. Tym razem wykonany jest z materialu o wzglednej przenikalnosci dielektrycznej równej 7,5 (w tym przypadku zastosowano PREPERM® 30 ABS750 filament), a pozostale jego parametry to: promien pierscienia R = 94 mm {0,77 i\.0), promien przekroju poprzecznego Ro= 16 mm (0,13 i\. 0 ) i odleglosc pierscienia od podstawy anteny H = -5,6 mm (-0,05 i\. 0). Pierscien 9 tym razem, ze wzgledu na swoje polozenie, polaczony jest bezposrednio/stykowa z podstawa 11 obudowy, co zapewnia poprawne jego spozycjonowanie wzgledem anteny bazowej. Podstawa 11 obudowy styka sie zarówno z pokrywa 12 obudowy jak i podstawa 4 anteny bazowej 3. Podstawa 11 i pokrywa 12 obudowy wykonane sa z materialu o niskiej wzglednej przenikalnosci elektrycznej (w tym przypadku ABS - terpolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy o wzglednej przenikalnosci wynoszacej ok. 2,6). Dzieki opracowanej antenie wedlug przykladu 2. uzyskano efekt zwiekszenia szerokosci wiazki w plaszczyznie elewacyjnej, zapewniajac tym samym pokrycie przestrzeni w szerszym zakresie katowym. Porównanie ksztaltów elewacyjnych przekrojów charakterystyki promieniowania anteny wedlug wynalazku (z obudowa) i anteny bazowej (bez obudowy) przedstawiono na fig. 12. Z wykresu na fig. 12 wynika, ze wiazka glówna anteny z przykladu 2. w przekroju elewacyjnym jest szersza niz w przypadku anteny bazowej (bez obudowy). Wartosci wzglednych przenikalnosci elektrycznych dielektryków tworzacych pierscienie w powyzszych przypadkach sa wartosciami przykladowymi, które w ogólnosci moga przyjmowac dowolne wartosci z przedzialu 2 - 20. Odpowiednio zmieniajac wymiary PL 439416 A1 17/29pierscienia mozna dostosowac jego dzialanie do konkretnej wartosci przenikalnosci i uzyskac zblizony efekt. Jako przyklad, w tabeli ponizej przedstawiono wartosci poszerzenia wiazki trzydecybelowej dla przykladowej realizacji anteny na czestotliwosci 2,45 GHz z wykorzystaniem dielektryka o wzglednej przenikalnosci elektrycznej 2 i 20, a takze wartosci z przykladu 2., czyli 7,5. Zmiana szerokosci wiazki Wzgledna trzydecybelowej wzgledem przenikalnosc R Ro H anteny bez obudowy - elektryczna anteny bazowej 2 0,82 '11.0 0,32 '11.0 -0,12 '11. 0 +64° 7,5 (Przyklad 2.) 0,77 'li.o 0,13 'li.o -0,05 'li.o +84° 0,74 A.o 0,08 A.o -0,02 A.o +86° Z tabeli wynika, ze odpowiednio dobierajac wymiary pierscienia (w podanych wczesniej zakresach) mozna uzyskac poszerzenie wiazki dla materialów pierscienia 9 w calym zakresie wzglednej przenikalnosci elektrycznej w zakresie od 2 do 20. Przy czym efekt jest mniejszy dla niskich przenikalnosci. 1 - Antena rekonfigurowalna typu ESPAR - pokazana na rysunkach obrazujacych problematyke stanu techniki - ma odnosic sie ogólnie do róznych anten rekonfigurowalnych typu ESPAR. 2 - Urzadzenia bezprzewodowe 3 - Bazowa antena ESPAR 4 - Podstawa anteny/ plaszczyzna masy - Element aktywny w formie anteny monopolowej 6 - Elementy pasywne w formie anten monopolowych 7 - Zlacze wspólosiowe 8 - Jednowrotnik o elektronicznie sterowanej impedancji PL 439416 A1 18/299 - Pierscien dielektryczny modyfikujacy charakterystyke promieniowania - Obudowa anteny 11 - Podstawa obudowy 12 - Pokrywa obudowy. PL 439416 A1 19/29Zastrzezenia patentowe 1. Antena z elektronicznie sterowana wiazka ESPAR zawierajaca podstawe (4) anteny bazowej ESPAR (3) stanowiacej plaszczyzne masy, element aktywny (5) w formie anteny monopolowej, elementy pasywne (6) w formie anten monopolowych, zlacze wspólosiowe (7), jednowrotnik o elektronicznie sterowanej impedancji (8), znamienna tym, ze zastosowano obudowe modyfikujaca charakterystyke promieniowania w plaszczyznie elewacyjnej, w ten sposób, ze konstrukcje anteny bazowej (3) zamyka sie w obudowie, której zasadnicza czescia jest pierscien dielektryczny (9), wykonany z materialu o wzglednej przenikalnosci elektrycznej w zakresie od 2 do 20, przy czym promien pierscienia (9) w przekroju poprzecznym przez pierscien (R) zawiera sie w zakresie od 0,5 Ao do 1 dlugosc fali w wolnej przestrzeni Ao, natomiast promien pierscienia (9) w przekroju podluznym (Ro), zawiera sie w zakresie od 0,05 Ao do 0,2 Ao, a ponadto pierscien (9) osadzony jest w odleglosci H od podstawy (4) anteny bazowej (3) zawierajacej sie w zakresie od -0,3 Ao do 0,3 Ao oraz jest do niej równolegly. 2. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze pierscien dielektryczny (9) osadzony jest w podstawie (11) stanowiacej dolna czesc obudowy (10), a pokrywa (12) obudowy zamyka antene od góry. 3. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze pierscien dielektryczny (9) osadzony jest w pokrywie (12) stanowiacej górna czesc obudowy (10), a podstawa (11) obudowy za myka antene od dolu. 4. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze pierscien dielektryczny (9) osadzony jest w pokrywie (12) stanowiacej górna czesc obudowy (10), która wraz z podstawa (11) obudowy zamykaja antene od dolu i góry. . Antena wedlug zastrz. 2-4, znamienna tym, ze pierscien dielektryczny (9), pokrywa (12) i podstawa (11) obudowy tworza jedna figure zamykajac antene bazowa we wnetrzu obudowy. 6. Antena wedlug zastrz. 2-5, znamienna tym, ze, obudowa zweza sie od pierscienia (9) do podstawy (11) obudowy i od pierscienia (9) poprzez pokrywe (12). PL 439416 A1 /297. Antena wedlug zastrz. 2-6, znamienna tym, ze pokrywa (12) i podstawa (11) obudowy wykonane sa z materialu o wzglednej przenikalnosci elektrycznej w zakresie 1,01 - 3. 8. Antena wedlug zastrz. 2-7, znamienna tym, ze pierscien (9) wykonany jest z tego samego materialu co podstawa (11) i pokrywa (12) obudowy. 9. Antena wedlug zastrz. 2-7, znamienna tym, ze pierscien (9) wykonany jest z innego materialu niz podstawa (11) i pokrywa (12) obudowy. . Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze podstawa (4) anteny bazowej (3) zrealizowana jest w formie okraglej plytki z obwodem drukowanym (4) o promieniu Rg w zakresie od 0,5 Aa do 0,7 dlugosc fali w wolnej przestrzeni Aa której górna warstwa stanowi plaszczyzne masy anteny, natomiast po drugiej stronie zamontowane sa elementy elektroniczne. 11. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze na srodku podstawy (4) znajduje sie element aktywny (5) o wysokosci Ha w zakresie od 0,2 Aa do 0,3 Aa w postaci anteny monopolowej, do którego podlaczone jest zlacze wspólosiowe (7), przy czym element aktywny otacza od 2 do 24 elementów pasywnych (6) o wysokosci Hp w zakresie od 0,2 Aa do 0,3 Aa, równomiernie rozmieszczonych na okregu o promieniu Rp w zakresie od 0,25 Aa do 0,5 Aa w postaci anten monopolowych, które podlaczone sa do jednowrotników o elektronicznie sterowanej impedancji (8). 12. Antena wedlug zastrz. 1-11, znamienna tym, ze pierscien (9) w przekroju podluznym ma ksztalt okragly. 13. Antena wedlug zastrz. 1-11, znamienna tym, ze pierscien (9) w przekroju podluznym ma ksztalt ma ksztalt wielokata foremnego. 14. Antena wedlug zastrz. 1-13 znamienna tym, ze szerokosc wiazki glównej anteny w przekroju elewacyjnym jest zwiekszona. . Antena wedlug zastrz. 1-13 znamienna tym, ze wiazka glówna anteny jest odchylona w plaszczyznie elewacyjnej PL 439416 A1 21/2916. Antena wedlug zastrz. 15, znamienna tym, ze wiazka glówna anteny odchylona jest w strone podstawy (4) anteny bazowej (3). PL 439416 A1 22/291 / 2.2 Fig.1 PL 439416 A1 23/29i I' i. / 6i) i/, ·I Fig. 2 1/ • I ~I ~I ~I ~I .:; I il - ,,, - 1{'" hlI ~.~i,·i;~~' 'I I I III/J'lll llllll li I li 1m111 li IIIIII /I IIIIII/III IIIII Fig. 3 2· PL 439416 A1 24/296 i Hp L Fig. 4 • • Fig. S 6 -6 6 ., • ---,, ...... PL 439416 A1 /296 4-. ,. Ro ·"'·•. : r H J __ • ·-6 6 • r-6 / .6 • I -- 6 • 7 Fig. 6 Fig. 7 R 12 9 Fig. 8 PL 439416 A1 26/29R 12 ·-"-.__==========--------""· ~ 11 Fig. 9 .Antena z. prz:yHadu 1. {Z cb1.1e:owa) Fig. 10 Fig.11 PL 439416 A1 27/29..:..ntM.i o.a1_0Wi) (bez. obl.JdO'rif) . .::..ntena z. prry..::ack 2. \Z Cbi.dOW~) ' ,-., .,,,,. ; ., '/ ~:/, ,' ,_! ., . .t • 1.\_ ...... ---..-~,, Fig. 12 ' ,. I ' PL 439416 A1 28/29al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt 203 URZAD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI ZGLOSZENIA NR P.439416 Klasyfikacja zgloszenia: H0lQ 19/00 (2006.01); H0lQ 21/29 (2006.01); H0lQ 3/44 (2006.01), H0lQ 1/42 [2006.01) Poszukiwania prowadzone w klasach: H0lQ Bazy komputerowe, w których prowadzono poszukiwania: e-wyszukiwarka UPRP, Epoquenet, Espacenet, Google Kategoria Dokumenty - z podana identyfikacja Odniesienie dokumentu do zastrz. A US6606057 B (CHIANG BING: GOTHARD GRIFFIN K: SNYDER 1 - 16 CHRISTOPHER A; GAINEY KENNETH M, TANTIVY COMMUNICATIONS, INC) 2002-10-31 A JP3588445 B (ATR ADAPTIVE COMM RES LAB) 2004-11-1 O 1 - 16 A WO2014140791 A (ALCATEL LUCENT) 2014-09-18 1 - 16 A US2016365632 A (ELECTRONICS & TELECOMMUNICATIONS RES INST) 1 - 16 2016-12-15 A US2016261033 A (KOREA AIRPORTS CORP) 2016-09-08 1 - 16 ? Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A - dokument okreslajacy ogólny stan techniki, który nie jest uwazany za posiadajacy szczególne znaczenie, E - dokument stano\\'iacy wczesniejsze zgloszenie lub patent, ale opublikowany w lub po dacie zgloszenia, L - dokument, który moze poddawac w watpliwosc zastrzegane pierwszehstwo(-wa), lub przytoczony w celu ustalenia claty publikacji innego L')'tcnvanego doku1nentu lub z innego szczególnego pcnvoclu, O - dokument odnoszaty sie do ujawnienia ustnego przez zastosowanie, wystawienie lub ujawnienie w inny sposób, r - dokument opublikowany przed data zgloszenia, ale pózniej niz zastrzegana data pierwszenstwa, T - dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenia lub w dacie pierwszenstwa i niebedacy w konflikcie ze zgloszeniem, ale cytowany w celu zrozumienia rnsad lub teorii lezacych u podstaw \\ynal8zku, X - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za no\\Y lub nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument brany jest pod uwage samodzielnie, y dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany ,rynalazek nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom ,\ynalazczy, jezeli ten dokument zostanie polaczony z jednym lub kilkoma tego typu dokumentami, a takie polaczenie bedzie oczywiste dla znawcy, & - dokument nalezacy do tej samej rodziny patentowej. Sprawozdanie wykonali-a: Jadwiga Gasik Ekspert data 27.07.2022r. /-podpisano kwalifikowanym podpisem elektronicznym-/ Pismo wydane w formie dokumentu elektroniczne_go Uwagi do zgloszenia Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o wersje zastrzezen patentowych z 4.11.2021r. PL 439416 A1 29/29 PL PL

Claims (15)

Zastrzezenia patentowe

1. Antena z elektronicznie sterowana wiazka ESPAR zawierajaca podstawe (4) anteny bazowej ESPAR (3) stanowiacej plaszczyzne masy, element aktywny (5) w formie anteny monopolowej, elementy pasywne (6) w formie anten monopolowych, zlacze wspólosiowe (7), jednowrotnik o elektronicznie sterowanej impedancji (8), znamienna tym, ze zastosowano obudowe modyfikujaca charakterystyke promieniowania w plaszczyznie elewacyjnej, w ten sposób, ze konstrukcje anteny bazowej (3) zamyka sie w obudowie, której zasadnicza czescia jest pierscien dielektryczny (9), wykonany z materialu o wzglednej przenikalnosci elektrycznej w zakresie od 2 do 20, przy czym promien pierscienia (9) w przekroju poprzecznym przez pierscien (R) zawiera sie w zakresie od 0,5 Ao do 1 dlugosc fali w wolnej przestrzeni Ao, natomiast promien pierscienia (9) w przekroju podluznym (Ro), zawiera sie w zakresie od 0,05 Ao do 0,2 Ao, a ponadto pierscien (9) osadzony jest w odleglosci H od podstawy (4) anteny bazowej (3) zawierajacej sie w zakresie od -0,3 Ao do 0,3 Ao oraz jest do niej równolegly.

2. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze pierscien dielektryczny (9) osadzony jest w podstawie (11) stanowiacej dolna czesc obudowy (10), a pokrywa (12) obudowy zamyka antene od góry.

3. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze pierscien dielektryczny (9) osadzony jest w pokrywie (12) stanowiacej górna czesc obudowy (10), a podstawa (11) obudowy za myka antene od dolu.

4. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze pierscien dielektryczny (9) osadzony jest w pokrywie (12) stanowiacej górna czesc obudowy (10), która wraz z podstawa (11) obudowy zamykaja antene od dolu i góry.

5. Antena wedlug zastrz. 2-4, znamienna tym, ze pierscien dielektryczny (9), pokrywa (12) i podstawa (11) obudowy tworza jedna figure zamykajac antene bazowa we wnetrzu obudowy.

6. Antena wedlug zastrz. 2-5, znamienna tym, ze, obudowa zweza sie od pierscienia (9) do podstawy (11) obudowy i od pierscienia (9) poprzez pokrywe (12).0/297.

Antena wedlug zastrz. 2-6, znamienna tym, ze pokrywa (12) i podstawa (11) obudowy wykonane sa z materialu o wzglednej przenikalnosci elektrycznej w zakresie 1,01 - 3.

8. Antena wedlug zastrz. 2-7, znamienna tym, ze pierscien (9) wykonany jest z tego samego materialu co podstawa (11) i pokrywa (12) obudowy.

9. Antena wedlug zastrz. 2-7, znamienna tym, ze pierscien (9) wykonany jest z innego materialu niz podstawa (11) i pokrywa (12) obudowy.

10. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze podstawa (4) anteny bazowej (3) zrealizowana jest w formie okraglej plytki z obwodem drukowanym (4) o promieniu Rg w zakresie od 0,5 Aa do 0,7 dlugosc fali w wolnej przestrzeni Aa której górna warstwa stanowi plaszczyzne masy anteny, natomiast po drugiej stronie zamontowane sa elementy elektroniczne.

11. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze na srodku podstawy (4) znajduje sie element aktywny (5) o wysokosci Ha w zakresie od 0,2 Aa do 0,3 Aa w postaci anteny monopolowej, do którego podlaczone jest zlacze wspólosiowe (7), przy czym element aktywny otacza od 2 do 24 elementów pasywnych (6) o wysokosci Hp w zakresie od 0,2 Aa do 0,3 Aa, równomiernie rozmieszczonych na okregu o promieniu Rp w zakresie od 0,25 Aa do 0,5 Aa w postaci anten monopolowych, które podlaczone sa do jednowrotników o elektronicznie sterowanej impedancji (8).

12. Antena wedlug zastrz. 1-11, znamienna tym, ze pierscien (9) w przekroju podluznym ma ksztalt okragly.

13. Antena wedlug zastrz. 1-11, znamienna tym, ze pierscien (9) w przekroju podluznym ma ksztalt ma ksztalt wielokata foremnego.

14. Antena wedlug zastrz. 1-13 znamienna tym, ze szerokosc wiazki glównej anteny w przekroju elewacyjnym jest zwiekszona.

15. Antena wedlug zastrz. 1-13 znamienna tym, ze wiazka glówna anteny jest odchylona w plaszczyznie elewacyjnej1/2916. Antena wedlug zastrz. 15, znamienna tym, ze wiazka glówna anteny odchylona jest w strone podstawy (4) anteny bazowej (3).2/291 / 2.2 Fig.13/29i I' i. / 6i) i/, ·I Fig. 2 1/ • I ~I ~I ~I ~I .:; I il - ,,, - 1{'" hlI ~.~i,·i;~~' 'I I I III/J'lll llllll li I li 1m111 li IIIIII /I IIIIII/III IIIII Fig. 3 2·4/296 i Hp L Fig. 4 • • Fig. S 6 -6 6 ., 5 • ---,, ......5/296 4-. 10 ,. Ro ·"'·•. : r H J __ • ·-6 6 • r-6 / .6 • I -- 6 • 7 Fig. 6 Fig. 7 R 12 9 Fig. 86/29R 12 ·-"-.__==========--------""· ~ 11 Fig. 9 .Antena z. prz:yHadu 1. {Z cb1.1e:owa) Fig. 10 Fig.117/29..:..ntM.i o.a1_0Wi) (bez. obl.JdO'rif) . .::..ntena z. prry..::ack 2. \Z Cbi.dOW~) ' ,-., .,,,,. ; ., '/ ~:/, ,' ,_! ., . .t • 1.\_ ...... ---..-~,, Fig. 12 ' ,. I '8/29al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt 203 URZAD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI ZGLOSZENIA NR P.439416 Klasyfikacja zgloszenia: H0lQ 19/00 (2006.01); H0lQ 21/29 (2006.01); H0lQ 3/44 (2006.01), H0lQ 1/42 [2006.01) Poszukiwania prowadzone w klasach: H0lQ Bazy komputerowe, w których prowadzono poszukiwania: e-wyszukiwarka UPRP, Epoquenet, Espacenet, Google Kategoria Dokumenty - z podana identyfikacja Odniesienie dokumentu do zastrz. A US6606057 B (CHIANG BING: GOTHARD GRIFFIN K: SNYDER 1 - 16 CHRISTOPHER A; GAINEY KENNETH M, TANTIVY COMMUNICATIONS, INC) 2002-10-31 A JP3588445 B (ATR ADAPTIVE COMM RES LAB) 2004-11-1 O 1 - 16 A WO2014140791 A (ALCATEL LUCENT) 2014-09-18 1 - 16 A US2016365632 A (ELECTRONICS & TELECOMMUNICATIONS RES INST) 1 - 16 2016-12-15 A US2016261033 A (KOREA AIRPORTS CORP) 2016-09-08 1 - 16 ? Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A - dokument okreslajacy ogólny stan techniki, który nie jest uwazany za posiadajacy szczególne znaczenie, E - dokument stano\\'iacy wczesniejsze zgloszenie lub patent, ale opublikowany w lub po dacie zgloszenia, L - dokument, który moze poddawac w watpliwosc zastrzegane pierwszehstwo(-wa), lub przytoczony w celu ustalenia claty publikacji innego L')'tcnvanego doku1nentu lub z innego szczególnego pcnvoclu, O - dokument odnoszaty sie do ujawnienia ustnego przez zastosowanie, wystawienie lub ujawnienie w inny sposób, r - dokument opublikowany przed data zgloszenia, ale pózniej niz zastrzegana data pierwszenstwa, T - dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenia lub w dacie pierwszenstwa i niebedacy w konflikcie ze zgloszeniem, ale cytowany w celu zrozumienia rnsad lub teorii lezacych u podstaw \\ynal8zku, X - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za no\\Y lub nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument brany jest pod uwage samodzielnie, y dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany ,rynalazek nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom ,\ynalazczy, jezeli ten dokument zostanie polaczony z jednym lub kilkoma tego typu dokumentami, a takie polaczenie bedzie oczywiste dla znawcy, & - dokument nalezacy do tej samej rodziny patentowej. Sprawozdanie wykonali-a: Jadwiga Gasik Ekspert data 27.07.2022r. /-podpisano kwalifikowanym podpisem elektronicznym-/ Pismo wydane w formie dokumentu elektroniczne_go Uwagi do zgloszenia Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o wersje zastrzezen patentowych z 4.11.2021r.9/29