一种宽波束圆极化相控阵天线单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通信、测控领域中的一种宽波束圆极化相控阵天线单元，本实用新型较适合应用于要求圆极化相控阵天线的通信、测控系统中。
【背景技术】
[0002]目前在通信、测控系统中可以形成圆极化的微带天线主要有以下几种结构形式，在性能上虽各有特点，但均存在某种不足。
[0003]1、切角圆极化微带天线:该形式天线结构简单，轮廓低，但天线轴比、驻波带宽小于2%0
[0004]2、外接圆极化电桥的圆极化微带天线形式，该形式的微带天线轴比、驻波带宽较宽通常其小于3dB轴比带宽大于15%，小于2的驻波带宽大于20%，但外接圆极化电桥占用空间较大、馈线冗长、差损较大，不利于天线、网络一体化设计。
[0005]3、缝隙耦合圆极化微带天线，该形式的圆极化微带天线与传统的圆极化微带天线比较，具有阻抗、轴比带宽宽的特点，但由于缝隙结构的不对称性，往往需要加载隔离电阻实现较宽的轴比带宽，这样产生了两个问题:一方面，隔离电阻需要人工焊接，当阵列规模较大时，需要巨大的工作量，又很难保证单元焊接的一致性；另一方面，隔离电阻会产生一定的差损，导致辐射增益不同程度的下降。
[0006]上述几种形式均为“瓦块式”单元，国内外公开报道的适合“砖块式”的圆极化相控阵天线单元较少，“砖块式”天线单元适用于整片式加工设计，这样天线的布阵精度较高，馈电网络可与单元一体化加工，与“瓦片式”天线单元比较的复杂度较低。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的在于避免上述【背景技术】中的不足之处而提供一种一种宽波束圆极化相控阵天线单元，本实用新型的特点是，阻抗、轴比带宽宽，结构紧凑、可实现“砖块式”相控阵天线设计等特点。
[0008]本实用新型是这样实现的:一种宽波束圆极化相控阵天线单元，包括介质板2和馈电接插件4，其特征在于:介质板2包括敷刻在介质板2同一面的辐射贴片1和微带线3，辐射贴片1为设有半圆形缺口 6的半圆形贴片5，所述的半圆形缺口 6的直径与半圆形贴片5的直径在一条直线上，且半圆形缺口 6的圆心偏离半圆形贴片5的圆心；微带线3的一端与辐射贴片1相馈接且馈接位置位于半圆形贴片5圆心到半圆形缺口 6圆心连线的延长线上；微带线3的另一端与馈电接插件4相焊接；介质板2的另一面为天线地板7，天线地板7的高度低于辐射贴片1的直径位置。
[0009]其中，所述的半圆形贴片5的直径长度为工作频率所对应波长的一半。
[0010]其中，所述的半圆形缺口 6的直径长度为半圆形贴片5直径长度的1/4?1/5。
[0011]本实用新型与【背景技术】比较有如下优点:
[0012]1、本实用新型设置了一种宽波束圆极化相控阵天线单元1部件，该天线单元由辐射贴片1、介质板2、微带线3、SMA馈电接插件4构成，能在宽频带内产生高质量的圆极化宽波束，其小于3dB轴比带宽大于20%，小于2的驻波带宽大于40%。
[0013]2、本实用新型整个天线结构简单、紧凑，与其他圆极化相控阵天线单元比较可实现“砖块式“圆极化相控阵天线，这样可实现天线与网络一体化设计，适用于要求圆极化天线相控阵天线的通信系统中。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型三维结构示意图；
[0015]图2是本实用新型天线单元结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]参照图1、图2，本实用新型由介质板2和SMA馈电接插件4构成。图1是本实用新型三维结构示意图，给出了各部件间的相对位置关系。图2是本实用新型天线单元示意图。
[0017]辐射贴片1作用是辐射或接收圆极化电磁信号，完成电磁信号转换。实施例采用印制板敷铜结构，它由半圆型贴片5剪掉偏离圆心位置的半圆形缺口 6构成，微带线3馈入半圆贴型片5，并在贴片表面形成沿着半圆型缺口 6处形成旋转的电流，这样激励起了圆极化电流，半圆形缺口 6的缺口扰动了大半圆贴片的表面电流，使线极化电流转换成了圆极化的电流。
[0018]微带线3位于偏离半圆型贴片5的圆心馈入，偏离的距离可调节天线的输入阻抗，实现了对天线单元的匹配。
[0019]介质板的背面敷铜为天线地板7，天线地板7的高度低于辐射贴片1的辐射体，这样可以实现天线的宽带，宽波束辐射。
[0020]本实用新型工作原理如下:当发射信号时，SMA馈电接插件4接发射机发射信号，输入到微带线3，在半圆型贴片5激励器起圆极化电磁波，并由它辐射到自由空间。天线的接收和发射为互易过程，信号由辐射贴片1接收到，并通过微带线3接收到辐射贴片的信号，最终由SMA馈电接插件4及同轴电缆输出到外接接收机。
【主权项】
1.一种宽波束圆极化相控阵天线单元，包括介质板(2)和馈电接插件(4)，其特征在于:介质板(2)包括敷刻在介质板(2)同一面的辐射贴片(1)和微带线(3)，辐射贴片(1)为设有半圆形缺口(6)的半圆形贴片(5)，所述的半圆形缺口(6)的直径与半圆形贴片(5)的直径在一条直线上，且半圆形缺口(6)的圆心偏离半圆形贴片(5)的圆心；微带线(3)的一端与辐射贴片(1)相馈接且馈接位置位于半圆形贴片(5)圆心到半圆形缺口(6)圆心连线的延长线上；微带线(3)的另一端与馈电接插件(4)相焊接；介质板(2)的另一面为天线地板(7)，天线地板(7)的高度低于辐射贴片(1)的直径位置。2.根据权利要求1所述的一种宽波束圆极化相控阵天线单元，其特征在于:所述的半圆形贴片(5)的直径长度为工作频率所对应波长的一半。3.根据权利要求1所述的一种宽波束圆极化相控阵天线单元，其特征在于:所述的半圆形缺口(6)的直径长度为半圆形贴片(5)直径长度的1/4?1/5。
【专利摘要】本实用新型公开了一种宽波束圆极化相控阵天线单元，涉及通信、测控领域。本天线单元包括介质板和馈电接插件，介质板的同一面敷刻有辐射贴片和微带线，介质板的另一面为天线地板；辐射贴片为设有半圆形缺口的半圆形贴片。本实用新型根据通信、测控对极化特性、安装空间要求设计，是驻波带宽宽、轴比带宽宽、波束宽度宽的圆极化辐射单元结构；本实用新型还具有尺寸小、易集成、可实现“砖块式“相控阵天线设计等特点，特别适用于通信、测控系统中飞行器载体高性能低轮廓圆极化天线的制造。
【IPC分类】H01Q1/38, H01Q1/50
【公开号】CN204966690
【申请号】CN201520762555
【发明人】宋长宏, 王涛, 路志勇
【申请人】中国电子科技集团公司第五十四研究所
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月29日