一种圆极化微带天线的制作方法

文档序号:10896884
一种圆极化微带天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种圆极化微带天线,包括:微带介质基片、圆极化微带贴片、馈电同轴接头、短路柱介质基片、短路柱耦合枝节孔和短路柱;短路柱由微带天线馈电探针、由短路柱耦合枝节和短路柱枝节组成;圆极化微带贴片固定于微带介质基片表面,馈电同轴接头固定于微带介质基片下表面;能量通过馈电同轴接头馈给一个电桥功分器,进而通过微带天线馈电探针馈给圆极化微带贴片,实现左旋圆极化辐射;本实用新型有益效果为结构简单,加工方便,制作成本低,调频容易,能在低剖面的情况下有效的实现圆极化天线低仰角的高增益性能。
【专利说明】
-种圆极化微带天线
技术领域
[0001] 本实用新型及无线电通信技术领域,特别设及一种圆极化微带天线。
【背景技术】
[0002] 导航终端设备涵盖了车载、船载、舰载、弹载、手持等各种型号,决定了应用于导航 终端设备的天线需要与复杂的平台环境实现共形。同时终端设备的小型化需要具备小型 化、高性能、特别是高低仰角性能的天线。微带天线具有体积小、重量轻、加工便利、易于集 成、便于和复杂平台实现工形设计等一系列优点,在导航领域得到极大的应用。但是受限于 普通微带天线较窄的波瓣宽度,满足不了导航终端设备天线对低仰角性能指标的要求。因 此,提高微带天线低仰角性能成为导航领域天线研究的一个热点。使用寄生福射单元、加宽 微带天线福射介质、异形天线地设计、利用高次模等手段是现有的提升微带天线低仰角性 能常用的技术。但是运些技术在导航终端设备考虑复杂平台影响下所能起的提升低仰角性 能的效果是很有限的。
[0003] 另外,在微带天线加工制作过程中,现有的加工精度不够高W及材料介电常数的 稳定性不能保证等情况,使得制作出来的微带天线偏离设计指标很远,特别是谐振频率偏 差太大,不能大批量生产。因此设计具备可调谐能力的天线成为导航终端设备天线的迫切 需要。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型针对现有技术的缺陷,提供了一种圆极化微带天线,能有效的解决上 述现有技术存在的问题。
[0005] 本实用新型采取的技术方案如下:
[0006] -种圆极化微带天线,包括:微带介质基片、圆极化微带贴片、馈电同轴接头、短 路柱介质基片、短路柱禪合枝节孔和短路柱;所述短路柱由微带天线馈电探针、由短路柱禪 合枝节和短路柱枝节组成,短路柱的个数为大于等于4的偶数;
[0007] 所述圆极化微带贴片固定于微带介质基片表面,馈电同轴接头固定于微带介质基 片下表面;
[000引能量通过馈电同轴接头馈给一个电桥功分器,进而通过微带天线馈电探针馈给圆 极化微带贴片,实现左旋圆极化福射;
[0009] 所述短路柱禪合枝节孔设置在微带介质基片上,位置均匀布置在圆极化微带贴片 的轴对称方向,临近圆极化微带贴片边缘;
[0010] 所述短路柱禪合枝节下端插入短路柱禪合枝节孔内并固定;
[0011] 所述短路柱介质基片位于圆极化微带贴片正上方,通过短路柱禪合枝节5顶端支 撑;短路柱介质基片表面固定短路柱枝节;
[0012] 短路柱禪合枝节顶端穿过介质基片与短路柱枝节连接,短路柱禪合枝节和短路柱 枝节的连接处成90°弯折;短路柱禪合枝节通过和圆极化微带贴片之间的禪合为短路柱枝 节馈电。
[0013] 作为优选,馈电的强度可通过调节短路柱离圆极化微带贴片边缘的距离和短路柱 的高度来改变。
[0014] 作为优选,微带介质基片为正方形;圆极化微带贴片为圆形,可根据工作频率改变 其大小但直径不能超过微带介质基片的边长。
[0015] 作为优选,短路柱介质基片的尺寸为26mm的正方形;短路柱禪合枝节的高度为 10mm,可根据工作频率及需要禪合馈电的强度来调整其高度但高度不能超过工作波长的1/ 4。
[0016] 作为优选,短路柱枝节通过弯折防止超过短路柱介质基片表面范围,其长度为中 屯、频率的四分之一波长,形成一个类似单极子,四个短路柱枝节形状需保持一致。
[0017] 作为优选,可W通过改变短路柱枝节其长度调节中屯、频率。
[001引作为优选,短路柱枝节上设有刻度,一个刻度单位代表一个固定的调频值,可改变 短路柱枝节长度调节中屯、频率。
[0019] 与现有技术相比本实用新型的优点在于:结构简单,加工方便,制作成本低,调频 容易,能在低剖面的情况下有效的实现圆极化天线低仰角的高增益性能。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型实施例实用新型微带天线的俯视图;
[0021 ]图2为本实用新型实施例实用新型的俯视图;
[0022] 图3为本实用新型实施例的侧视图;
[0023] 图4为本实用新型实施例的反射系数变化曲线;
[0024] 图5为本实用新型实施例的轴比变化曲线;
[00巧]图6为本实用新型实施例在中屯、频率1615MHz处
的福射方向图;
[0026] 图7为本实用新型实施例在1615MHz处左旋圆极化和右旋圆极化福射方向图;
[0027] 图8为本实用新型实施例和传统微带天线在1615MHz处仰角10度的增益对比图;
[0028] 图9为本实用新型实施例短路柱长度不同的法向增益随频率的变化曲线。
【具体实施方式】
[0029] 为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,W下参照附图并举实施 例,对本实用新型做进一步详细说明。
[0030] 如图1所示,一种圆极化微带天线,包括:微带介质基片1、圆极化微带贴片2、馈电 同轴接头3、短路柱介质基片4、短路柱禪合枝节孔7、微带天线馈电探针8和由短路柱禪合枝 节5和短路柱枝节6组成的短路柱,所述短路柱的个数为大于等于4的偶数;
[0031] 所述圆极化微带贴片2固定于微带介质基片1表面,馈电同轴接头3固定于微带介 质基片1下表面;
[0032] 能量通过馈电同轴接头3馈给一个电桥功分器,进而通过微带天线馈电探针8馈给 圆极化微带贴片2,实现左旋圆极化福射;
[0033] 所述短路柱禪合枝节孔7设置在微带介质基片1上,位置均匀布置在圆极化微带贴 片2的轴对称方向,临近圆极化微带贴片2边缘;
[0034] 所述短路柱禪合枝节5下端插入短路柱禪合枝节孔7内并固定;
[0035] 所述短路柱介质基片4位于圆极化微带贴片2正上方,通过短路柱禪合枝节5顶端 支撑;短路柱介质基片4表面固定短路柱枝节6;
[0036] 短路柱禪合枝节5顶端穿过介质基片4与短路柱枝节6连接,短路柱禪合枝节5和短 路柱枝节6的连接处成90°弯折;短路柱禪合枝节5通过和圆极化微带贴片2之间的禪合为短 路柱枝节6馈电;
[0037] 馈电的强度可通过调节短路柱离圆极化微带贴片边缘的距离和短路柱的高度来 改变;
[0038] 微带介质基片1为正方形;
[0039] 圆极化微带贴片2为圆形,可根据工作频率改变其大小但直径不能超过微带介质 基片1的边长;
[0040] 短路柱介质基片4的尺寸为26mm的正方形;
[0041] 短路柱禪合枝节5的高度为10mm,可根据工作频率及需要禪合馈电的强度来调整 其高度但高度不能超过工作波长的1/4;
[0042] 短路柱枝节6通过弯折防止超过短路柱介质基片4表面范围,其长度为中屯、频率的 四分之一波长,形成一个类似单极子,四个短路柱枝节6形状需保持一致。
[0043] 可W通过改变短路柱枝节6其长度调节中屯、频率。
[0044] 短路柱枝节6上设有刻度,一个刻度单位代表一个固定的调频值,可改变短路柱枝 节6长度调节中屯、频率。
[0045] 本实用新型设及到的实施例天线的反射系数如图2所示,天线的反射系数在工作 带宽1615± IOMHz都在-14地W下,表明匹配良好,能量能正常进入到天线。
[0046] 本实用新型设及到的实施例天线的轴比如图3所示,天线的轴比在工作带宽1615 ± 1 OMHz都在2地W下,表明圆极化性能良好。
[0047] 本实用新型设及到的实施例天线在中屯、频率匆
的福射方向图 如图4所示,天线在法向的增益达到4.7地,前后比较好,且在水平方向上具有很好的全向 性。
[0048] 本实用新型设及到的实施例天线在中屯、频率处的左旋圆极化和右旋圆极化增益 如图5所示,左旋圆极化在法向接近4.7dB,比右旋圆极化大15地W上,表明实施例的左旋圆 极化性能良好。
[0049] 本实用新型设及到的实施例天线和传统微带天线在中屯、频率处低仰角10度的增 益如图6所示,本实施例在低仰角的性能均好于传统微带天线,在某些方向上优于传统微带 天线2地,具有低仰角的高增益性能。
[0050] 短路柱枝节长度不同的本实施例法向增益随频率的变化曲线如图7所示,短路柱 枝节为标准长度时,增益的最大值刚好在中屯、频率1615MHz处,而当短路柱枝节增长0.1mm, 增益最大值变为1610MHz,变小了5M化,同理,当短路柱枝节缩小0.1mm,增益最大值变为 1620MHz,升高了5MHz,由此可知,改变短路柱枝节的长度可W实现频率的可调谐性。
[0051 ]对于本实施例中屯、频率为1615MHz,单极子在真空中四分之波长约为46mm,而本实 施例的剖面仅为Ilmm高,约为单极子的四分之一,即实施例具有低剖面的特点;由于短路柱 枝节6的福射场类似于单极子的福射场,最大福射方向和微带贴片天线的轴向有一定的夹 角,利用场的叠加原理将其和微带贴片天线的圆极化福射场相叠加,实现低仰角的高增益 性能。
[0052]本领域的普通技术人员将会意识到,运里所述的实施例是为了帮助读者理解本实 用新型的实施方法,应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于运样的特别陈述和实施 例。本领域的普通技术人员可W根据本实用新型公开的运些技术启示做出各种不脱离本实 用新型实质的其它各种具体变形和组合,运些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围 内。
【主权项】
1. 一种圆极化微带天线,其特征在于包括:微带介质基片、圆极化微带贴片、馈电同轴 接头、短路柱介质基片、短路柱耦合枝节孔和短路柱;所述短路柱由微带天线馈电探针、由 短路柱耦合枝节和短路柱枝节组成,短路柱的个数为大于等于4的偶数; 所述圆极化微带贴片固定于微带介质基片表面,馈电同轴接头固定于微带介质基片下 表面; 能量通过馈电同轴接头馈给一个电桥功分器,进而通过微带天线馈电探针馈给圆极化 微带贴片,实现左旋圆极化辐射; 所述短路柱耦合枝节孔设置在微带介质基片上,位置均匀布置在圆极化微带贴片的轴 对称方向,临近圆极化微带贴片边缘; 所述短路柱耦合枝节下端插入短路柱耦合枝节孔内并固定; 所述短路柱介质基片位于圆极化微带贴片正上方,通过短路柱耦合枝节5顶端支撑;短 路柱介质基片表面固定短路柱枝节; 短路柱耦合枝节顶端穿过介质基片与短路柱枝节连接,短路柱耦合枝节和短路柱枝节 的连接处成90°弯折;短路柱耦合枝节通过和圆极化微带贴片之间的耦合为短路柱枝节馈 电。2. 根据权利要求1所述的一种圆极化微带天线,其特征在于:馈电的强度可通过调节短 路柱离圆极化微带贴片边缘的距离和短路柱的高度来改变。3. 根据权利要求2所述的一种圆极化微带天线,其特征在于:微带介质基片为正方形; 圆极化微带贴片为圆形,可根据工作频率改变其大小但直径不能超过微带介质基片的边 长。4. 根据权利要求3所述的一种圆极化微带天线,其特征在于:短路柱介质基片的尺寸为 26mm的正方形;短路柱親合枝节的高度为10mm,可根据工作频率及需要親合馈电的强度来 调整其高度但高度不能超过工作波长的1/4。5. 根据权利要求4所述的一种圆极化微带天线,其特征在于:短路柱枝节通过弯折防止 超过短路柱介质基片表面范围,其长度为中心频率的四分之一波长,形成一个类似单极子, 四个短路柱枝节形状需保持一致。6. 根据权利要求5所述的一种圆极化微带天线,其特征在于:可以通过改变短路柱枝节 其长度调节中心频率。7. 根据权利要求6所述的一种圆极化微带天线,其特征在于:短路柱枝节上设有刻度, 一个刻度单位代表一个固定的调频值,可改变短路柱枝节长度调节中心频率。
【文档编号】H01Q1/36GK205583130SQ201620399500
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】文述波, 潘锦, 左乐
【申请人】成都北斗天线工程技术有限公司
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