一种偏心馈电的平面微带阵列天线的制作方法

本实用新型涉及一种偏心馈电的平面微带阵列天线。

背景技术：

微带天线具有体积小、重量轻、制作简单、易于集成、方便共形等优点，因此深受用户的欢迎。但由于单天线的增益低、波束宽且辐射效率低，为了实现窄波束高增益的辐射性能，现有技术中平面微带阵列天线被广泛的应用于机载雷达、卫星通信、移动通信和卫星电视系统。平面微带阵列天线同样具有厚度薄、体积小易于集成等优点，但现有技术的平面微带阵列天线的辐射方向存在最大辐射点偏离天线中心的问题，而且现有技术中，对于厚度薄的平面微带阵列天线，为了保证平面的平整性，通常使用整面贴胶的方式，这样的方式会导致天线的厚度的增加进而增加其介质损耗降低天线的辐射增益，再者采用贴胶的方式将天线贴紧在固定板上，不利于重复拆卸。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种偏心馈电的平面微带阵列天线，包括pcb介质板、馈针，所述pcb介质板的正面附上有辐射片，所述pcb介质板的背面附上金属地板，所述馈针用于给辐射片馈电，所述馈针贯穿pcb介质板、金属地板，所述辐射片包括多个微带片阵元以及连通微带片阵元的微带馈线，所述微带馈线包括横向微带馈线、纵向微带馈线，所述多个微带片阵元之间排成多行和多列，每行每列微带片阵元的个数相同；所有微带片阵元在pcb介质板上分别纵向和横向对称，其中，纵向对称的对称轴为中心长轴，横向对称的对称轴为中心短轴，所述中心短轴与中心长轴交点为中心点，其中，纵向微带馈线与中心短轴重合，每行以及每列相邻两个微带片阵元之间有间隙，每行微带片阵元均通过横向馈线连接，每行的横向馈线通过纵向馈线连通，所述馈针安装在中心短轴上且偏离中心点的位置。

进一步地，所述间隙大小等于介质波长。

进一步地，所述馈针安装在距离中心点的距离为1/4介质波长

进一步地，所述pcb介质板上设置有螺丝孔，所述螺丝孔用于配合螺丝将天线贴合在安装天线的固定板上。

进一步地，所述微带片阵元为矩形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的天线最大辐射点位于天线中心正上方；

2.本实用新型的天线可以重复拆装于固定板而不损坏；

3.本实用新型的天线实现高增益窄波束辐射。

附图说明

图1为本实用新型平面微带阵列天线正面结构图；

图2为本实用新型平面微带阵列天线背面结构图；

图3为本实用新型微带阵列天线的中心频点的驻波比仿真结果图；

图4为本实用新型微带阵列天线的h面方向图仿真结果；

图5为本实用新型平面微带阵列天线的e面方向图仿真结果图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

见图1和2，一种偏心馈电的平面微带阵列天线结构，包括pcb介质板1、馈针4，所述pcb介质板1的正面附上有辐射片，所述pcb介质板的背面附上金属地板8，所述馈针4用于给辐射片馈电，所述馈针4贯穿pcb介质板1、金属地板8，所述辐射片包括多个微带片阵元6以及连通微带片阵元6的微带馈线，多个微带片阵元6的形状和大小均相同。

所述多个微带片阵元6之间排成多行和多列；多行中，每行微带片阵元6的个数相同；多列中，每列微带片阵元的个数相同；每行以及每列相邻两个微带片阵元6之间有间隙。所述间隙大小等于介质波长，所述微带馈线包括横向微带馈线2、纵向微带馈线5，每行微带片阵元6均通过横向微带馈线2连接，每行的横向微带馈线2通过纵向微带馈线5连通，所有微带片阵元6在pcb介质板1上分别纵向和横向对称，其中，纵向对称的对称轴为中心长轴10，横向对称的对称轴为中心短轴20，所述中心长轴10与中心短轴20之间交点为中心点。其中，纵向微带馈线5与中心短轴20重合，所述馈针安装在中心短轴上且偏离中心点的位置。所述馈针偏离中心点1/4介质波长的位置。

其中，微带片阵元关于中心长轴镜像对称设计，用于保证天线辐射最大点位于天线中心正上方，微带片阵元关于中心长轴镜像对称，导致中心长轴两侧的微带阵元相位相差180°，而馈针偏离中心点1/4介质波长的位置，可实现中心长轴两侧微带阵元相位相差±180°。所以，所述微带片阵元关于中心长轴镜像对称设计结合馈针偏离中心点1/4介质波长的位置的设计，最终使得中心长轴两侧的微带阵元相位相差0°或者360°，保证了同相馈电。

进一步地，所述pcb介质板上设置有螺丝孔3，所述螺丝孔用于配合螺丝将天线贴合在安装天线的固定板上。

其中，天线的结构较薄，为了使得天线安装在固定板上时保持平面度，现有技术中通常将天线地板整面涂上胶体然后粘贴在固定板上，但是贴胶的方式将会导致天线整体厚增加同时考虑胶体的介质损耗，将降低天线的辐射性能，再者采用胶体粘贴，不利于重复拆卸，而本实用新型中，由于中心长轴线两侧微带阵元采用镜像对称设置为两侧的微带片阵元纵向间距预留了较大间隙，而且为了保证天线安装的平面度，可以在间隙中采用螺丝将其贴紧固定板，这样做不会增加天线的厚度，而且采用螺丝固定易于重复拆卸使用。

进一步地，所述微带片阵元6呈矩形。

见图3，本实施例，微带平面阵列天线中心频点f0的驻波比仿真结果。由图可见，在f0频点，天线的驻波比为1.04，说明本实用新型的天线阻抗匹配良好。

本实施例，天线中心短轴且垂直于天线平面的平面为垂直面，该平面上天线的方向图为e面方向图，图4即为天线的e面方向图仿真结果。

本实施例，天线中心长轴线且垂直于天线平面的平面为水平面，该平面上天线的方向图为h面方向图，图5即为天线的h面方向图仿真结果。

由仿真结果可知，天线辐射增益达到25db以上，h面半功率波束宽度(hpbw)只有3.3°，e面半功率波束宽度为18.2°，说明本实用新型结构实现了高增益窄波束辐射。而且从图4和5中可以看出，该天线的最大辐射点位于theta＝0处，即垂直于天线平面且位于天线中心正上方。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种偏心馈电的平面微带阵列天线，其特征在于：包括pcb介质板、馈针，所述pcb介质板的正面附上有辐射片，所述pcb介质板的背面附上金属地板，所述馈针用于给辐射片馈电，所述馈针贯穿pcb介质板、金属地板，所述辐射片包括多个微带片阵元以及连通微带片阵元的微带馈线，所述微带馈线包括横向微带馈线、纵向微带馈线，所述多个微带片阵元之间排成多行和多列，每行每列微带片阵元的个数相同；所有微带片阵元在pcb介质板上分别纵向和横向对称，其中，纵向对称的对称轴为中心长轴，横向对称的对称轴为中心短轴，所述中心短轴与中心长轴交点为中心点，其中，纵向微带馈线与中心短轴重合，每行以及每列相邻两个微带片阵元之间有间隙，每行微带片阵元均通过横向馈线连接，每行的横向馈线通过纵向馈线连通，所述馈针安装在中心短轴上且偏离中心点的位置。

2.根据权利要求1所述的平面微带阵列天线，其特征在于：所述间隙大小等于介质波长。

3.根据权利要求2所述的平面微带阵列天线，其特征在于：所述馈针安装在距离中心点的距离为1/4介质波长。

4.根据权利要求1所述的平面微带阵列天线，其特征在于：所述pcb介质板上设置有螺丝孔，所述螺丝孔用于配合螺丝将天线贴合在安装天线的固定板上。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的平面微带阵列天线，其特征在于：所述微带片阵元为矩形。

技术总结
本实用新型涉及一种偏心馈电的平面微带阵列天线，包括PCB介质板、馈针，PCB介质板的正面附上有辐射片，PCB介质板的背面附上金属地板，馈针用于给辐射片馈电，馈针贯穿PCB介质板、金属地板，所述辐射片包括多个微带片阵元以及连通微带片阵元的微带馈线，微带馈线包括横向微带馈线、纵向微带馈线，多个微带片阵元之间排成多行和多列，每行每列微带片阵元的个数相同；所有微带片阵元在PCB介质板上分别关于中心短轴和中心长轴对称，中心短轴与中心长轴交点为中心点，纵向微带馈线与中心短轴重合，每行以及每列相邻两个微带片阵元之间有间隙，每行微带片阵元均通过横向馈线连接，每行的横向馈线通过纵向馈线连通，馈针安装在中心短轴上且偏离中心点的位置。

技术研发人员：王国栋;孔芳玲
受保护的技术使用者：深圳市华讯方舟雷达技术装备有限公司
技术研发日：2019.07.04
技术公布日：2020.04.17