空馈微波天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及提供一种空馈微波天线，包括：底板、以及安装于所述底板上的极化层，所述底板上设有变极化层，所述变极化层与所述极化层相对设置，所述变极化层和所述极化层之间构成反射区，所述底板上还设有馈源组件，所述馈源组件具有辐射口，所述辐射口朝向所述极化层。馈源组件从辐射口向极化层发出的电磁波与极化层的截止极化相同，被极化层反射，被极化层反射的电磁波到达变极化层，电磁波被变极化层反射，被变极化层反射后的电磁波与极化层的透过极化相同，此时，电磁波穿透极化层从空馈微波天线射出。由于电磁波被约束在变极化层和极化层之间的反射区内，在小口径情况下实现更优的辐射包络，达到高性能或超高性能的要求。
【专利说明】
空馈微波天线
技术领域
[0001] 本实用新型属于电子通讯领域，具体涉及一种空馈微波天线。
【背景技术】
[0002] 无线电通信常采用天线发射通信信号，随着通信需求的增长，由微波天线组成的 点对点或点对多点的通信网络越来越密集，微波系统之间产生互相干扰的潜在风险越来越 大，为了区别天线的电性能等级以为不同应用场合选用天线做参考，一些国际和地区的相 关机构根据天线的增益和福射方向图包络(Radiation Pattern Envelope，RPE)制定了相 应的等级标准，例如欧洲标准ETSI EN 302 217和美国标准US FCC PartlOl等。在实际工程 中也常用标准性能（Standard Performance)、高性能（High Performance)和超高性能 (Ultra-high Performance)等称谓来表征天线的性能等级。对于小口径微波天线，尤其是 0.45米口径的天线而言，其辐射包络受辐射口径/体积的限制，包络通常较差，辐射性能不 优，不能达到高性能或超高性能的要求。 【实用新型内容】
[0003] 基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种空馈微波天线，该天线辐 射性能好，可以达到高性能或超高性能的要求。
[0004] 其技术方案如下：
[0005] -种空馈微波天线，包括:底板、以及安装于所述底板上的极化层，所述底板上设 有变极化层，所述变极化层与所述极化层相对设置，所述变极化层和所述极化层之间构成 反射区，所述底板上还设有馈源组件，所述馈源组件具有辐射口，所述辐射口朝向所述极化 层。
[0006] 在其中一个实施例中，所述底板整体为板状，所述极化层为碗状，所述极化层碗口 朝向底板设置于所述底板上。
[0007] 在其中一个实施例中，还包括有外罩;所述极化层为极化栅，所述外罩安装于所述 底板上，所述极化栅设于所述外罩和所述底板之间；或者，所述极化层嵌设于所述外罩内； 或者，极化材料被电镀或喷涂于所述外罩的壁面上，构成所述极化层。
[0008] 在其中一个实施例中，所述极化栅的边沿设有围边，围边位于极化栅和变极化层 之间，所述围边的高度小于或等于空馈微波天线的工作波长。
[0009] 在其中一个实施例中，所述极化栅满足:馈源组件从辐射口发射的电磁波经所述 极化栅的凹部的内壁反射后，垂直入射变极化层。
[0010]在其中一个实施例中，所述底板上还设有扼流套筒，所述扼流套筒套设于所述馈 源组件外，所述扼流套筒与所述馈源组件之间设有扼流间隙。
[0011]在其中一个实施例中，所述底板上设有变极化栅作为所述变极化层;或者，所述底 板上设有PCB板作为所述变极化层，所述PCB板上设置有变极化元件，变极化元件排列为阵 列;或者，所述底板上设有变极化板作为所述变极化层，所述变极化板面向所述极化层的一 侧设有至少两个阵列布置的凸棱或凹槽。
[0012] 本实用新型的有益效果在于：
[0013] 空馈微波天线包括相对接的底板和极化层，馈源组件从辐射口向极化层发出电磁 波，此时的电磁波与极化层的截止极化相同，电磁波被极化层反射，被极化层反射的电磁波 到达变极化层，电磁波被变极化层反射，电磁波被变极化层反射的过程中，电磁波的极化特 性也被变极化层改变，被变极化层反射后的电磁波与极化层的透过极化相同，此时，电磁波 穿透极化层从空馈微波天线射出。由于电磁波在射出空馈微波天线之前被约束在变极化层 和极化层之间的反射区内，在小口径情况下实现更优的辐射包络，达到高性能或超高性能 的要求。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型实施例的空馈微波天线的拆解图一；
[0015] 图2为本实用新型实施例的空馈微波天线的拆解图二；
[0016] 图3为本实用新型实施例的空馈微波天线的剖视图；
[0017] 图4为本实用新型实施例的空馈微波天线的结构示意图；
[0018] 图5为本实用新型实施例的空馈微波天线中PCB板的结构示意图；
[0019] 图6为本实用新型实施例的空馈微波天线中变极化板的结构示意图。
[0020] 附图标记说明：
[0021] 110、极化层，111、围边，120、外罩，210、变极化层，220、底板，230、PCB板，231、变极 化元件，240、变极化板，241、凹槽，242、凸棱，300、馈源组件，400、扼流套筒。
【具体实施方式】
[0022] 下面对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0023] 如图1至4所示，空馈微波天线包括:相对接的底板220和极化层110,底板220上设 有变极化层210,变极化层210与极化层110相对设置，变极化层210和极化层110之间构成反 射区，底板220上还设有馈源组件300,馈源组件300具有辐射口，辐射口朝向极化层110。馈 源组件300从辐射口向极化层110发出电磁波，此时的电磁波与极化层110的截止极化相同， 因此电磁波被极化层110反射，被极化层110反射的电磁波到达变极化层210，电磁波被变极 化层210反射，电磁波被变极化层210反射的过程中，电磁波的极化特性也被变极化层210改 变，即被变极化层210反射后的电磁波与极化层110的透过极化相同，此时，电磁波穿透极化 层110从空馈微波天线射出。由于电磁波在射出空馈微波天线之前被约束在变极化层210和 极化层110之间的反射区内，在小口径情况下实现更优的辐射包络，达到高性能或超高性能 的要求。馈源组件300可以是圆形波导、矩形波导、或者方形波导馈电。
[0024]底板220整体为板状，极化层110为碗状，极化层110碗口朝向底板220设置于底板 220上，极化层110与变极化层210之间构成反射区，变极化层210设置在设置有极化层110的 底板220的一面，底板220的另一面为平面，易于将机箱/数字微波收发信机等设备与空馈微 波天线集成。
[0025]空馈微波天线还包括有外罩120,外罩120与极化层110共形;极化层110为极化栅， 外罩120安装于底板220上，极化栅设于外罩120和底板220之间。外罩120的曲面形状与极化 层110类似，极化层110的内表面为类抛物型的曲面，其曲面距离变极化层210的最大高度H 满足：
[0027] 其中，D为空馈微波天线的口径，Θ为馈源半照射角。
[0028] D为空馈微波天线的口径即碗状极化层110碗口的直径，馈源半照射角Θ为馈源组 件300发出的照射至极化栅边沿的电磁波与变极化层210的垂线之间的角度，如图所示，选 择馈源半照射角Θ为85~95°范围，可以保证设计的天线整体剖面最优。本实施例中，极化层 110为极化栅，不限于本实施例，极化层110也可以是嵌设于外罩120内，例如在外罩120成型 过程中通过添加金属嵌件实现;或者，极化材料被电镀或喷涂于外罩120的壁面上(外罩120 为碗状，极化材料优选设置在外罩120靠近变极化层210的壁面上），构成极化层110,其中， 极化材料可以是能够反射从辐射口射出的电磁波，且能够让被变极化层210反射后的电磁 波通过的其它高导电或全反射特性的材料，其相关参数的设定可以通过HFSS(高频结构仿 真软件）、CST(三维电磁场仿真软件）、FEK0(三维全波电磁仿真软件)等全波仿真软件确定。 [0029]外罩120由透波材料制成，馈源组件300发出的电磁波可以穿透外罩120。极化栅的 边沿设有围边111，围边111位于极化栅和变极化层210之间，围边111的高度小于或等于空 馈微波天线的工作波长。围边111利于实现更优的辐射包络。
[0030] 极化栅为类抛物面曲面，满足:馈源组件300从辐射口发射的电磁波经极化栅的凹 部的内壁反射后，垂直入射变极化层210。此时，经由极化层110反射的电磁波已经是平行波 束，所以变极化层210仅需实现变极化即可，无需补偿路径相位差，相比于传统折叠反射阵 天线的反射阵面既要实现变极化又要补偿路径相位差，本实施例提供的空馈微波天线设计 更为简单，也容易加工。
[0031] 如图4所示，底板220上还设有扼流套筒400,扼流套筒400套设于馈源组件300外， 扼流套筒400与馈源组件300之间设有扼流间隙，可以通过HFSS、CST、FEKO等全波仿真软件 确定具体参数。扼流套筒400起到扼制电磁波横向传播的作用，减小从辐射口发出的电磁波 对变极化层210产生的影响。
[0032] 本实施例中，底板220上面向所述极化层110的一侧设有变极化栅作为变极化层 210。但不限于本实施例，也可以是，如图5所示，底板220上设有PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)工艺实现的PCB板230作为变极化层210，PCB板230上通过贴片工艺设置 有变极化元件231，变极化元件231排列为阵列；或者，如图6所示，底板220上设有变极化板 240为变极化层210,变极化板240面向极化层110的一侧设有机械加工工艺实现的至少两个 阵列布置的凹槽241或凸棱242。具体的结构形式可以根据具体需要选择。
[0033] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例 中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛 盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0034] 以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人 员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实 用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种空馈微波天线，其特征在于，包括:底板、以及安装于所述底板上的极化层，所述 底板上设有变极化层，所述变极化层与所述极化层相对设置，所述变极化层和所述极化层 之间构成反射区，所述底板上还设有馈源组件，所述馈源组件具有辐射口，所述辐射口朝向 所述极化层。2. 根据权利要求1所述的空馈微波天线，其特征在于，所述底板整体为板状，所述极化 层为碗状，所述极化层碗口朝向底板设置于所述底板上。3. 根据权利要求1所述的空馈微波天线，其特征在于，还包括有外罩； 所述极化层为极化栅，所述外罩安装于所述底板上，所述极化栅设于所述外罩和所述 底板之间；或者，所述极化层嵌设于所述外罩内；或者，极化材料被电镀或喷涂于所述外罩 的壁面上，构成所述极化层。4. 根据权利要求3所述的空馈微波天线，其特征在于，所述极化栅的边沿设有围边，围 边位于极化栅和变极化层之间，所述围边的高度小于或等于空馈微波天线的工作波长。5. 根据权利要求3所述的空馈微波天线，其特征在于，所述极化栅满足:馈源组件从辐 射口发射的电磁波经所述极化栅的凹部的内壁反射后，垂直入射变极化层。6. 根据权利要求1至5任一项所述的空馈微波天线，其特征在于，所述底板上还设有扼 流套筒，所述扼流套筒套设于所述馈源组件外，所述扼流套筒与所述馈源组件之间设有扼 流间隙。7. 根据权利要求1至5任一项所述的空馈微波天线，其特征在于，所述底板上设有变极 化栅作为所述变极化层;或者，所述底板上设有PCB板作为所述变极化层，所述PCB板上设置 有变极化元件，变极化元件排列为阵列；或者，所述底板上设有变极化板作为所述变极化 层，所述变极化板面向所述极化层的一侧设有至少两个阵列布置的凸棱或凹槽。
【文档编号】H01Q1/38GK205488532SQ201620257314
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】姜汝丹, 谢庆南, 罗辉, 于瑞涛
【申请人】京信通信系统（广州）有限公司