一种防静电的双圆极化有源微带天线的制作方法

本发明涉及天线设计领域，具体涉及一种防静电的双圆极化有源微带天线，该天线能够实现左/右旋圆极化电磁信号的同时接收和放大，同时能够有效防止静电在天线辐射贴片上的积累，避免静电对有源放大模块造成损坏。

背景技术：

有源天线设计技术是一种将天线和低噪声放大模块集成设计的技术。在各种复杂的电磁环境下，为了有效地接收各种极化的电磁信号，减少无线系统的极化损失，通常要求天线设计采用双圆极化形式。在有源天线中，天线和低噪声放大模块是集成在一起的，而低噪声放大模块是一个静电敏感组件。通常的设计中，低噪声放大模块自身需要加入一些防静电设计，但是由于低噪声放大模块的输入端与天线的辐射贴片通过天线馈电柱直接相连，天线辐射贴片上的静电会通过天线馈电柱进入到低噪声放大模块内部对其造成损坏。因此，在工程应用中，应充分考虑天线贴片上的静电积累对低噪声放大模块的影响，从天线设计的角度，在不影响天线自身辐射性能的前提下，加入天线辐射贴片的静电释放通道，使静电不能进入低噪声放大模块的内部，从而保证了低噪声放大模块不被静电损坏甚至烧毁。

基于上述原因，与常规的有源天线设计相比，防静电的有源天线设计需要着重考虑的设计要点有两点：

1)在天线中加入静电释放通道，保证静电不通过天线馈电柱进入低噪声放大模块；

2)加入的静电释放通道不能影响天线的辐射性能。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，设计一种防静电的双圆极化有源微带天线，该天线能在实现双圆极化电磁信号的接收放大的同时，有效防止静电对低噪声放大模块的损坏。

本发明的技术解决方案是：一种防静电的双圆极化有源微带天线，包括天线印制板、低噪声放大模块、射频连接器、天线印制板上的天线图形、天线印制板和低噪声放大模块之间的两个馈电柱和一个短路柱；短路柱所在位置为微带天线阻抗为0欧姆处；两个馈电柱和一个短路柱焊接在天线印制板上印刷的天线图形上，天线印制板安装在低噪声放大模块上；

天线印制板和其上的天线图形共同组成双圆极化微带天线，天线接收电磁信号，通过两个馈电柱进入低噪声放大模块进行信号放大，最后通过射频连接器将放大后的信号输出，通过短路柱防止静电积累。

天线印制板上印刷的天线图形由方形辐射贴片、微带匹配线和90度电桥组成，天线图形和天线印制板共同组成双圆极化微带天线；方形辐射贴片接收电磁信号后，通过微带匹配线和将电磁信号传输到90度电桥处，微带匹配线的作用是将天线的输入阻抗匹配到50欧姆。经过90度电桥后，一个馈电柱处输出左旋圆极化信号，另一个馈电柱处输出右旋圆极化信号。

短路柱的位置位于方形辐射贴片的几何中心，此位置为微带天线阻抗为0欧姆处；短路柱穿过天线印制板上对应的过孔焊接在天线图形上，下端与低噪声放大模块接触。

本发明与现有技术相比有益效果为：

1)通过使用方形微带天线加90度电桥的设计方法，实现了天线的双圆极化性能。

2)在方形微带天线阻抗为0欧姆处加入短路柱，在保证天线辐射性能不受影响的前提下，实现了辐射贴片的直流接地，可以有效避免静电在天线辐射贴片上的积累，保证低噪声放大模块不受静电损坏。

3)防静电的有源天线设计思路中，在微带天线阻抗为0欧姆处加入短路柱使辐射贴片直流接地产生静电释放通道的技术手段具有通用性，可以推广到其他类型有源天线的防静电设计中，对其他频段、其他类型的有源天线设计具有借鉴意义，可以广泛地应用于测控、通信、导航等领域，具有很强的实用意义。

附图说明

图1为本发明防静电双圆极化有源微带天线剖视图；

图2为本发明防静电双圆极化有源微带天线印制板俯视图。

具体实施方式

防静电的双圆极化有源微带天线由天线印制板、低噪声有源放大模块和射频连接器三部分组成。

其中，天线印制板上印刷有方形辐射贴片、微带匹配线和90度电桥。电磁信号通过天线接收后，通过两个馈电柱进入低噪声放大模块进行信号放大，最后通过射频连接器将放大后的信号输出。天线印制板和低噪声放大模块之间的短路柱可以将天线辐射贴片直流接地，防止静电积累，从而避免低噪声放大模块被静电损坏。

具体形式参见示意图。

图1为防静电的双圆极化有源微带天线的剖视图。其中1为天线印制板，2为低噪声放大模块，3为射频连接器，4为天线印制板上印刷的天线图形，其由方形辐射贴片、微带匹配线和90度电桥组成，5为天线印制板和低噪声放大模块之间的馈电柱，6为天线印制板和低噪声放大模块之间的短路柱，7为印制板上的安装螺钉，8为低噪声放大模块上的安装法兰。

图2是天线印制板俯视图。天线印制板上印刷的天线图形由方形辐射贴片9、微带匹配线10和90度电桥11组成，共同组成双圆极化微带天线。方形辐射贴片9接收电磁信号后，通过微带匹配线10a和10b将电磁信号传输到90度电桥11处，微带匹配线10a和10b的作用是将天线的输入阻抗匹配到50欧姆。经过90度电桥11后，馈电柱5a处输出左旋圆极化信号，馈电柱5b处输出右旋圆极化信号。

常规的有源微带天线中，没有短路柱6。这种情况下，天线印制板1上印刷的天线图形通过馈电柱5a和5b与低噪声放大模块2内部相连，天线辐射贴片上积累的静电会通过馈电柱5a和5b直接进入低噪声放大模块内部，造成器件的损坏。本发明中，短路柱6将天线辐射贴片直流接地，形成了从天线辐射贴片通过短路柱6到低噪声放大模块外壳地之间的静电释放回路，使得静电不会在天线辐射贴片上进行积累，避免了低噪声放大模块的损坏。

短路柱选取的原则是在形成静电释放回路的同时不影响天线的辐射性能。短路柱6所在位置为微带天线阻抗为0欧姆处，这种情况下，短路柱的存在不会对微带天线的性能产生影响。对于本发明而言，短路柱的位置位于方形辐射贴片9的几何中心上，且不宜过粗。

在天线的装配过程中，将低噪声放大模块2上的两个馈电柱5a、5b和一个短路柱6穿过天线印制板1上的对应的三个过孔，采用焊接工艺将上述两个馈电柱5a、5b和一个短路柱6焊接在天线印制板1上印刷的天线图形上，使用螺钉7a、7b、7c、7d和7e将天线印制板1安装在低噪声放大模块2上。整个防静电双圆极化有源微带天线则通过安装法兰8安装在天线安装支架上。

另外，可以通过改变辐射贴片、微带匹配线、90度电桥的结构和尺寸等使天线工作在不同的工作频段，使这种天线形式具有灵活的适应性。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。