Сегнетоэлектрическая антенна

008694 Изобретение относится к области приемопередающих антенных устройств, работающих в широком диапазоне длин волн (от метрового до сантиметрового), и может быть использовано как в стационарных,так и в мобильных радиосистемах различного назначения. Известная приемопередающая малогабаритная сегнетоэлектрическая антенна, описанная в патенте РФ 2138102, H01Q 19/09, 1999 г., состоит из сегнетокерамического материала, выполненного в виде цилиндрического объема с соосно размещенным внутри несимметричным электрическим вибратором. Цилиндрический объем выполнен из сегнетокерамики, находящейся в сегнетофазе. Данный вариант антенны предполагает использование дополнительных управляющих сетчатых электродов, нанесенных на противоположные торцевые поверхности цилиндрического объема сегнетокерамики, предназначенных для точной настройки в требуемом диапазоне длин волн. Такое решение имеет существенный недостаток, заключающийся в необходимости прикладывания значительных управляющих напряжений, достигающих нескольких сотен и тысяч вольт, что ограничивает его применение в мобильных устройствах. Целью настоящего изобретения является создание малогабаритной селективной высокоэффективной антенны. Указанная цель достигается тем, что электрический вибратор наносится на поверхность сегнетокерамики, обладающей высоким значением относительной диэлектрической проницаемости , что позволяет враз сократить геометрические размеры вибратора по сравнению со свободным пространством. Известно, что сегнетоэлектрическая керамика имеет высокий коэффициент относительной диэлектрической проницаемости . Известно также, что сегнетоэлектрическая керамика имеет свойство генерировать электрические заряды на поверхности в результате механических колебаний и, наоборот, совершать механические колебания под воздействием внешних электрических сил. Доменный сильно поляризованный характер структуры сегнетокерамики обусловливает появление на поверхности сегнетокерамики электромеханических колебаний под воздействием электрической компоненты внешнего переменного электромагнитного поля (в случае приема). Поверхностные электромеханические колебания сильнополяризованной доменной структуры сегнетокерамики приводят к появлению поверхностных токов с частотой, соответствующей частоте внешнего электромагнитного поля, и длиной волны, зависящей от скорости распространения этих электромеханических колебаний по поверхности сегнетокерамики. Таким образом, сегнетокерамическая антенна является своеобразным трансформатором, преобразующим энергию принимаемого электромагнитного поля в энергию электромеханических колебаний электрических диполей доменной структуры. За счет высокой диэлектрической проницаемости (1000) сегнетокерамических материалов по сравнению со свободным пространством (1) достигается большой коэффициент трансформации энергии в малом объеме, что позволяет резко сократить геометрические размеры антенны. Для повышения эффективности работы сегнетокерамической антенны электрические вибраторы,наносимые на поверхность сегнетокерамики, выполняются в виде системы из вложенных одна в другую пространственных решеток электрических вибраторов. Каждая из решеток характеризуется периодом. Очевидно, что максимальный коэффициент трансформации для подобной системы будет наблюдаться на частоте F=V/d, где F - частота, V - скорость распространения поверхностных электромеханических колебаний, d - период пространственной решетки электрических вибраторов. Таким образом, задавая период пространственной решетки электрических вибраторов, можно получить антенные системы с резонансными свойствами, что увеличит эффективность устройства и его помехозащищенность. Варьируя геометрические параметры решетки (соотношение длина/ширина электродов, их количество и т.д.), можно получить необходимую добротность резонансной системы и необходимую полосу пропускания для конкретного применения. Данная сегнетокерамическая антенна обладает свойством обратимости - при подведении переменного высокочастотного электрического сигнала к электрическим вибраторам возникают поверхностные электромеханические волны, которые за счет доменной сильно поляризованной структуры сегнетокерамики трансформируются во внешнее электромагнитное поле. Это свойство обратимости позволяет использовать сегнетокерамическую антенну как для приема, так и для передачи электромагнитных волн. На чертеже изображен предлагаемый вариант сегнетокерамической антенны. Антенна представляет собой, в данном случае, цилиндрический объем сегнетокерамики 1 и нанесенные на поверхность сегнетокерамики электроды-вибраторы 2. С помощью электрических контактов 3 производится подключение сегнетокерамической антенны к приемопередающему устройству. Электроды 2 выполнены в виде периодических решеток. Период повторения элементов решетки электродов определяет резонансные свойства вибратора и антенны в целом. Комбинируя группы электродов с различными периодами повторения элементов, можно построить многодиапазонную приемопередающую антенную систему. Электроды могут быть нанесены любым известным способом, в том числе с применением современных фотолитографических технологий, методом ионного осаждения и т.д.-1 008694 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Приемопередающая малогабаритная антенна, состоящая из сегнетокерамического материала, находящегося в сегнетофазе, и электрического вибратора, отличающаяся тем, что вибратор выполнен нанесенным на поверхность сегнетокерамики в виде периодической решетки, а параметры элементов решетки выбираются в зависимости от требуемого частотного диапазона.