专利名称：分离式l波段双极化天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天线，尤其是一种分离式双极化天线，具体地说是一种分离 式L波段双极化天线。
背景技术：
众所周知，天线是用来辐射或接收无线电波的部件。它的基本功能是将由发射机 (或传输线)送来的高频电流(或导波)能量转变为无线电波并传送到空间；在接收端，则 将空间传来的无线电波能量转变为向接收机 传送的高频电流(或导波)能量。双极化天线通常采用金属振子或者印刷振子形式。金属振子牢靠耐用、形式简单、 包封方便、可耐高功率、具有优良的“三防”性能，更可以开模铸造，从而大大降低天线成本， 但在L波段采用金属振子形式，调试手段单一，同时因为尺寸较小，装配和调试测试难度都 比较大。目前常用的L波段双极化天线通常采用十字交叉的印刷振子形式，此类天线结构 形式简单，在扫描范围、带宽等方面性能优越，调试简单易行，加工一致性高。但这种形式 的天线存在一个比较大的缺陷对十字交叉部位的结构处理方式始终找不到一个简便可靠 的解决方法。常规都是将其中某一个极化(极化A)的印刷振子从中间切开，然后用一段 金属导线或金属片穿过另一个极化(极化B)的印刷振子后分别与极化A印刷振子的两片 “地”焊接形成短路端。这种连接方式可靠性低，对于高机动的天线容易因震动导致连接端 脱落；环境适应性差，对于潮湿或者盐雾的环境，会因金属氧化所致接触不良而引起天线性 能下降；因为两个极化出口间距很小，与馈电网络的连接必须通过电缆，使得系统线缆数量 庞大，增加了整个系统的复杂度，降低了系统的可靠性。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的双极化天线存在的十字交叉部位的连接处易脱 落，可靠性低的问题，设计一种结构紧凑，链路清晰简便的分离式L波段双极化天线。本实用新型的技术方案是—种分离式L波段双极化天线，其特征在于它主要由两个交错垂直放置的振子8 组成，每个振子8主要由印刷振子1、同轴连接器2和法兰3组成，印刷振子1与法兰3相 连，同轴连接器2固定在法兰3上，印刷振子1为双面覆铜箔的聚四氟乙烯板材，正面所覆 的铜箔形成印刷巴仑4，反面所覆的铜箔形成辐射振子5，同轴连接器2的输出端与印刷巴 仑4相连并传输到印刷巴仑4顶部的馈电点，然后馈至印刷振子1反面的辐射振子5并将 信号向空间辐射；辐射振子5的中心设有短路槽7，短路槽7的阻抗与印刷巴仑4的开路短 截线6的阻抗匹配。两个振子8的中心距离为χ方向相距42mm，y方向相距66mm。辐射振子5的下倾角度为0° 60°。印刷振子1的高度为64mm 74mm，厚度为2mm，底部宽度为30mm 40mm，辐射振子5的长度为32mm 36mm，宽度为20mm。印刷巴仑4与同轴连接器2连接处微带线宽5. 44mm，其余部分宽2. 8 3. 2mm。辐射振子5上的短路槽7的宽度为3mm，长度为52mm 62mm。本实用新型的有益效果1)本实用新型由两个交错垂直放置的对称振子组成，整个天线与法兰、同轴连接 器采用一体化设计，结构完整而紧凑，易于安装、维护。2)本实用新型摈弃了常规双极化印刷振子的交叉结构模式，采用两个极化分离的 体制，避免因结构的不可靠所导致的电性能不可靠。3)本实用新型通过优化设计振子高度、振子臂长度、振子臂下倾角度、印刷巴仑各 段尺寸等参数以满足天线的驻波、扫描和极化隔离度性能带宽比较宽；在保证极化隔离度的前提下扩展了天线单元的扫描范围；优化了天线单元在全空域扫描范围内、全工作频带内的驻波特性(VSWR< 2)，从 而保证天线单元扫描时的增益；天线极化隔离度性能好，(-20dB。4)本实用新型采用印刷振子形式，调试简便；5)本实用新型的天线单元无需单独包封，可在装机整个阵面进行发泡包封，对电 性能影响小，且三防性能好。6)本实用新型的两个极化出口通过物理位置的错开与同样分层错开排列的行、列 馈网络直接连接，大大节省了空间，且摈弃了电缆连接的繁琐和低可靠度，使天馈系统集成 度更高，更加简洁可靠。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的振子的正视图。图3是本实用新型的振子的后视图。图4是本实用新型的垂直极化的振子与行馈及列馈的连接结构示意图。图5是利用本实用新型的天线组成的天线阵的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1-3所示。一种分离式L波段双极化天线，它主要由两个交错垂直放置的振子8组成，如图1 所示，每个振子8主要由印刷振子1、同轴连接器2和法兰3组成，印刷振子1与法兰3相 连，同轴连接器2固定在法兰3上，印刷振子1为双面覆铜箔的聚四氟乙烯板材，正面所覆 的铜箔形成印刷巴仑4 (如图2)，反面所覆的铜箔形成辐射振子5 (如图3所示)，同轴连接 器2的输出端与印刷巴仑4相连并传输到印刷巴仑4顶部的馈电点，然后馈至印刷振子1 反面的辐射振子5并将信号向空间辐射；辐射振子5的中心设有短路槽7，短路槽7的阻抗 与印刷巴仑4的开路短截线6的阻抗匹配。[0032]本实施例的天线的各部分主要结构尺寸如下1)印刷振子1的高度70mm2)印刷振子1的厚度2mm3)印刷振子1的宽度40mm4)印刷振子1反面的短路槽7的宽度3mm5)印刷振子反面的短路槽7的长度55mm6)辐射振子5的臂长34mm7)辐射振子5的臂宽20mm8)印刷巴仑4两段线宽分别为3· 06mm和5. 44mm(与同轴连接器2相连的一段)9)印刷巴仑4开路短截线6的长度40mm10)两个振子中心之间χ方向距离dx :42mm11)两个振子中心之间y方向距离dy :66mm12)如图4所示，垂直极化的单元直接与列馈9连接，水平极化的单元通过一段50 欧姆同轴11与行馈10连接。13)图5所示为一个4X4的小阵，两种极化的单元通过错位分别与行、列馈网络直 接连接，行、列馈网络分层平摆。分离式L波段双极化天线的主要性能指标1)工作频率1200 1400MHz (相对带宽15% )；2)扫描范围士 30° ；3)驻波特性阵中法向驻波小于1. 5，扫描空域内驻波小于2 ；4)极化隔离度< -20dB。本实用新型的天线单元由两个交错垂直放置的对称振子8组成，每个振子8主要 包含同轴连接器2、法兰3和印刷振子1三个部分。每个天线单元采用印刷巴仑微带馈电方式。印刷振子1底端通过法兰3和一个同 轴连接器2将微带线转成同轴出口。整个天线单元采用聚四氟乙烯玻璃布覆铜板、法兰以及同轴连接器构成，结构牢 靠耐用、形式简单、高功率特性优良。本实用新型的天线的电讯设计应满足以下要求为了满足天线的驻波和扫描性能，利用电磁场数值算法结合仿真技术，通过优化 设计单元形式以达到改善天线辐射特性的目的。在优化设计阶段，可调节的参数较多，包 括振子高度、振子臂长度、振子臂下倾角度、印刷巴仑各段宽度、开路短截线的长度等。通 过这些参数的优化，可以满足不同的天线性能要求。交错垂直放置的天线单元，随着交错位置的改变，两种极化单元之间的隔离度会 发生巨大的变化，因此通过优化水平和垂直两个方向的错开距离，综合权衡极化隔离度性 能和天线单元扫描性能之后确定两个单元之间的位置差。三防要求印刷振子覆铜面应镀锡锶合金，最后双面镀涂三防漆。装机后可对整个阵面进行发泡包封，可防霉菌、防潮湿、防风沙、防盐雾、防冰雹、防雨、防雪、防冻、防其它有害侵蚀。本实用新型的天线单元的工作原理[0060]单元采用印刷巴仑微带馈电方式。工作时，通过振子臂向空间辐射。两个振子分 别形成振幅相等、空间正交的线极化波。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术 加以实现。
权利要求一种分离式L波段双极化天线，其特征在于它主要由两个交错垂直放置的振子(8)组成，每个振子(8)主要由印刷振子(1)、同轴连接器(2)和法兰(3)组成，印刷振子(1)与法兰(3)相连，同轴连接器(2)固定在法兰(3)上，印刷振子(1)为双面覆铜箔的聚四氟乙烯板材，正面所覆的铜箔形成印刷巴仑(4)，反面所覆的铜箔形成辐射振子(5)，同轴连接器(2)的输出端与印刷巴仑(4)相连并传输到印刷巴仑(4)顶部的馈电点，然后馈至印刷振子(1)反面的辐射振子(5)并将信号向空间辐射；辐射振子(5)的中心设有短路槽(7)，短路槽(7)的阻抗与印刷巴仑(4)的开路短截线(6)的阻抗匹配。
2.根据权利要求1所述的分离式L波段双极化天线，其特征在于两个振子(8)的中 心距离为χ方向相距42mm，y方向相距66mm。 >
3.根据权利要求1所述的分离式L波段双极化天线，其特征在于辐射振子(5)的下 倾角度为O° 60°。
4.根据权利要求1所述的分离式L波段双极化天线，其特征在于印刷振子(1)的高 度为64mm 74mm，厚度为2mm，底部宽度为30mm 40mm，辐射振子(5)的长度为32mm 36mm,宽度为 20mmo
5.根据权利要求1所述的分离式L波段双极化天线，其特征在于印刷巴仑(4)与同 轴连接器(2)连接处微带线宽5. 44mm，其余部分宽2. 8 3. 2mm。
6.根据权利要求1所述的分离式L波段双极化天线，其特征在于辐射振子(5)上的 短路槽(7)的宽度为3mm，长度为52mm 62mm。
专利摘要一种分离式L波段双极化天线，其特征在于它主要由两个交错垂直放置的振子(8)组成，每个振子(8)主要由印刷振子(1)、同轴连接器(2)和法兰(3)组成，印刷振子(1)与法兰(3)相连，同轴连接器(2)固定在法兰(3)上，印刷振子(1)为双面覆铜箔的聚四氟乙烯板材，正面所覆的铜箔形成印刷巴仑(4)，反面所覆的铜箔形成辐射振子(5)，同轴连接器(2)的输出端与印刷巴仑(4)相连并传输到印刷巴仑(4)顶部的馈电点，然后馈至印刷振子(1)反面的辐射振子(5)并将信号向空间辐射；辐射振子(5)的中心设有短路槽(7)，短路槽(7)的阻抗与印刷巴仑(4)的开路短截线(6)的阻抗匹配。本实用新型结构完整而紧凑，易于安装、维护。
文档编号H01Q13/08GK201556708SQ200920282458
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者冯喆, 张赟霞 申请人:南京恩瑞特实业有限公司