专利名称：共面波导液晶聚合物圆筒天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天线，尤其是一种低交叉极化的共面波导LCP(液晶聚合物)縮减 尺寸单极子天线。
背景技术：
在许多应用中，由于使用环境的限制，要求天线的尺寸小，因此需要使用縮减尺寸 天线。在縮减天线中，为了提供足够长的电流路径，以保证天线工作在需要的频段，通常在 天线上电流路径是绕来绕去，有很多转弯。这类方法的主要问题是天线上的电流流动的方 向也不再保持一个方向，同时产生交叉极化辐射场的电流没有进行适当的对消，使得天线 的交叉极化性能不佳，不适用于对天线交叉极化要求的一些应用系统，如MIM0(多输入多 输出)系统。
发明内容
技术问题本发明的目的是提出一种共面波导液晶聚合物圆筒天线，该天线在减 小天线整体尺寸的同时，还可以显著降低天线的交叉极化。 技术方案本发明的共面波导液晶聚合物圆筒天线包括单极子天线和共面波导， 其中单极子天线和共面波导制作在同一块基板上，单极子天线包括印刷在基板上的输入 输出端、末端、单极子天线导带，单极子天线导带包括串联连接的第一部分、第二部分和第 三部分；单极子天线导带的第一部分和第三部分以发夹线的方式排列，单极子天线导带的 第二部分是直线排列；在共面波导中，共面波导导带的一端与共面波导馈电端口连接，另 一端与单极子天线中的输入输出端连接；单极子天线的末端是开路端；将基板巻成一周， 使基板形成一个圆筒形，使得基板上的单极子天线导带的第二部分的方向与圆筒的轴线平 行。 所述的基板采用液晶聚合物材料制成，或者采用其它柔性电路板材料制成。
单极子天线导带的第一部分和第三部分的发夹线上的相邻导线之间的间距相同， 并且沿圆筒的圆周方向均匀分布。 单极子天线导带的第一部分和第三部分的发夹线的长导线的方向与单极子天线 导带第二部分导线的方向一致，发夹线拐弯部分的短导线的方向与导带第二部分导线的方 向垂直。 所述的共面波导为该天线的馈电装置。 所述的共面波导的导带与单极子天线导带第二部分平行。 单极子天线导带的第一部分的一端作为单极子天线的输入输出端，单极子天线导 带第一部分的另一端与导带的第二部分的一端相连接，单极子天线导带第二部分的另一端 与导带的第三部分的一端相连接，导带第三部分的另一端就是单极子天线的末端。单极子 天线导带的第一部分和第三部分的发夹线上的相邻导线之间的间距相同，并且沿圆筒的圆 周方向均匀分布。
在单极子天线导带的第二部分的导线，只有一个方向的电流，其产生主辐射场分 量，发夹线上的相邻两条长导线上的电流方向相反，因此相邻两条导线上的电流的辐射场 基本上抵消，由于导带的第一和第三部分都有奇数条导线，因此抵消后各有一条导线上电 流的辐射场不能被抵消，这两条线上的电流也将产生主辐射场分量，在导带第一和第三部 分发夹线的拐弯部分短导线上的电流，其产生的辐射场是交叉极化分量，由于基板被巻成 一个圆筒形状，这样导带第一和第三部分发夹线拐弯部分的电流就等效为四个由短导线组 成的圆环，由于在一个圆周上电流的方向都是相互抵消的，因而这些拐弯部分电流在交叉 极化方向的辐射场就会减小，整个共面波导LCP縮减尺寸单极子天线的交叉极化就减小。
在单极子天线导带的第二部分的导线，只有一个方向的电流，其产生主辐射场分 量，发夹线上的相邻两条长导线上的电流方向相反，因此相邻两条导线上的电流的辐射场 基本上抵消，由于导带的第一和第三部分都有奇数条导线，因此抵消后各有一条导线上电 流的辐射场不能被抵消，这两条线上的电流也将产生主辐射场分量，在导带第一和第三部 分发夹线的拐弯部分短导线上的电流，其产生的辐射场是交叉极化分量，由于基板被巻成 一个圆筒形状，这样导带第一和第三部分发夹线拐弯部分的电流就等效为四个由短导线组 成的圆环，由于在一个圆周上电流的方向都是相互抵消的，因而这些拐弯部分电流在交叉 极化方向的辐射场就会减小，整个共面波导LCP縮减尺寸单极子天线的交叉极化就减小。
有益效果本发明的有益效果是，大幅度减小了共面波导LCP縮减尺寸单极子天 线的交叉极化，而且由于馈电的共面波导和单极子天线是制作在同一块印刷电路板上并巻 成一个圆筒形，是的整个天线体积和尺寸更加紧凑。
图1是本发明的结构示意图。 图中有单极子天线1、共面波导2、共面波导导带3、共面波导馈电端口 4、输入输 出端5、末端6、基板7、单极子天线导带8、第一部分9、第二部分10、第三部分11、导带的拐 弯部分12。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 本发明所采用的实施方案是共面波导LCP圆筒单极子天线由单极子天线和共面 波导组成，其中单极子天线和共面波导制作在同一块基板上，共面波导导带的一端是共面 波导的馈电端口，共面波导导带的另一端和单极子天线的输入输出端口连接；单极子天线 的末端是开路端。基板的一面没有金属，基板的另一面上印刷了共面波导和单极子天线的 导带，单极子天线的导带作为单极子天线上的电流流动的路径；整个单极子天线导带可分 为三个部分，导带的第一部分以发夹线的方式排列，导带第一部分的一端作为单极子天线 的输入输出端，导带第一部分的另一端与导带的第二部分相连接，导带的第二部分的形式 为直线，导带第二部分的一端与导带的第一部分相连接，导带第二部分的另一端与导带的 第三部分相连接，导带的第三部分也是以发夹线的方式排列，导带第三部分的一端与导带 第二部分相连接，导带第三部分的另一端为单极子天线的末端。在导带第二部分的导线是 一条直线，在导带的第一和第三部分，是发夹线形式，发夹线的长导线的方向与导带第二部
4分导线的方向一致，发夹线拐弯部分的短导线的方向与导带第二部分导线的方向垂直。整 个基板采用LCP材料制成，由于LCP是柔性材料，可以把基板巻成一周，使基板形成一个圆 筒形，使得单极子天线导带的第二部分上的电流方向与圆筒的轴线平行，导带的第一部分 和第三部分的发夹线上的相邻导线之间的间距相同，并且沿圆筒的圆周方向均匀分布。在 单极子天线导带的第二部分的导线，只有一个方向的电流，其产生主辐射场分量，发夹线上 的相邻两条长导线上的电流方向相反，因此相邻两条导线上的电流的辐射场基本上抵消， 由于单极子天线导带的第一和第三部分都有奇数条导线，因此抵消后各有一条导线上电流 的辐射场不能被抵消，且电流同相，这两条线上的电流也将产生主辐射场分量，在单极子天 线导带第一和第三部分发夹线的拐弯部分短导线上的电流，其产生的辐射场是交叉极化分 量，由于基板被巻成一个圆筒形状，这样导带第一和第三部分发夹线拐弯部分的电流就等 效为四个由短导线组成的圆环，由于在一个圆周上电流的方向都是相互抵消的，因而这些 拐弯部分电流在交叉极化方向的辐射场就会减小，整个共面波导LCP圆筒单极子天线的交 叉极化就减小。 在结构上，本发明的共面波导LCP圆筒单极子天线由单极子天线和共面波导组
成，其中共面波导导带的一端和共面波导馈电端口连接，共面波导的导带的另一端和单极
子天线的输入输出端连接；单极子天线的末端是开路端。单极子天线制作在一个整块基板
上，基板的一面没有金属，基板的另一面上印刷了共面波导和单极子天线的导带，单极子天
线的导带作为单极子天线上的电流流动的路径；整个单极子天线导带可分为三个部分，单
极子天线导带的第一部分以发夹线的方式排列，单极子天线导带第一部分的一端作为单极
子天线的输入输出端，单极子天线导带第一部分的另一端与导带的第二部分相连接；单极
子天线导带的第二部分的形式为直线，单极子天线导带第二部分的一端与导带的第一部分
相连接，单极子天线导带第二部分的另一端与导带的第三部分相连接；单极子天线导带的
第三部分也是以发夹线的方式排列，导带第三部分的一端与导带第二部分相连接，单极子
天线导带第三部分的另一端就是单极子天线的末端。单极子天线导带第二部分的导线是一
条直线，在单极子天线导带的第一部分和第三部分，是发夹线形式，发夹线的长导线的方向
与单极子天线导带第二部分导线的方向一致，发夹线拐弯部分的短导线的方向与导带第二
部分导线的方向垂直。整个基板被巻成一周，使基板形成一个圆筒形，使得基板上的单极子
天线导带的第二部分上的电流方向与圆筒的轴线平行，单极子天线导带的第一部分和第三
部分的发夹线上的相邻导线之间的间距相同，并且沿圆筒的圆周方向均匀分布。 在制造上，单极子天线和共面波导都制作在同一块基板上，基板材料是LCP，或其
它柔性电路板材料；可以采用通常的印刷电路板工艺制作基板上的金属图形；为减小损
耗，在基板的金属上可以镀金；可根据天线的工作频率，确定单极子天线导带的总长度；可
根据使用要求，确定单极子天线导带第一部分和第三部分的发夹线拐弯的个数，拐弯越多，
越利于减小整个天线的高度；在基板被巻成一个圆筒形后，可使用非金属材料把形状固定住。 根据以上所述，便可实现本发明。
权利要求
一种共面波导液晶聚合物圆筒天线，其特征在于该天线包括单极子天线(1)和共面波导(2)，其中单极子天线(1)和共面波导(2)制作在同一块基板(7)上，单极子天线(1)包括印刷在基板(7)上的输入输出端(5)、末端(6)、单极子天线导带(8)，单极子天线导带(8)包括串联连接的第一部分(9)、第二部分(10)和第三部分(11)；单极子天线导带(8)的第一部分(9)和第三部分(11)以发夹线的方式排列，单极子天线导带(8)的第二部分(10)是直线排列；在共面波导(2)中，共面波导导带(3)的一端与共面波导馈电端口(4)连接，另一端与单极子天线(1)中的输入输出端(5)连接；单极子天线(1)的末端(6)是开路端；将基板(7)卷成一周，使基板(7)形成一个圆筒形，使得基板(7)上的单极子天线导带(8)的第二部分(10)的方向与圆筒的轴线平行。
2. 根据权利要求l所述的共面波导液晶聚合物圆筒天线，其特征在于所述的基板(7) 采用液晶聚合物材料制成，或者采用其它柔性电路板材料制成。
3. 根据权利要求1所述的共面波导液晶聚合物圆筒天线，其特征在于单极子天线导带 (8)的第一部分(9)和第三部分(11)的发夹线上的相邻导线之间的间距相同，并且沿圆筒 的圆周方向均匀分布。
4. 根据权利要求1所述的共面波导液晶聚合物圆筒天线，其特征在于单极子天线导带 (8)的第一部分(9)和第三部分(11)的发夹线的长导线的方向与单极子天线导带(8)第 二部分(10)导线的方向一致，发夹线拐弯部分的短导线(12)的方向与导带(8)第二部分 (10)导线的方向垂直。
5. 根据权利要求1所述的共面波导液晶聚合物圆筒天线，其特征在于所述的共面波导 (2)为该天线的馈电装置。
6. 根据权利要求1或5所述的共面波导液晶聚合物圆筒天线，其特征在于所述的共面 波导(2)的导带(3)与单极子天线导带第二部分(10)平行。
全文摘要
共面波导液晶聚合物圆筒天线涉及一种可以大幅度减小天线尺寸，而且还可以抑制天线的交叉极化分量的天线，该天线包括单极子天线(1)和共面波导(2)，单极子天线(1)包括印刷在基板(7)上的输入输出端(5)、末端(6)、单极子天线导带(8)，单极子天线导带(8)的第一部分(9)和第三部分(11)以发夹线的方式排列，单极子天线导带的第一部分(10)是直线；共面波导(2)中共面波导导带(3)的一端与共面波导馈电端口(4)连接，另一端与单极子天线中的输入输出端(5)连接；单极子天线的末端(6)是开路端；将基板(7)卷成一周，使基板(7)形成一个圆筒形，使得基板上的单极子天线导带的第二部分(10)的方向与圆筒的轴线平行。
文档编号H01Q13/00GK101777696SQ20101012016
公开日2010年7月14日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者严伟, 孙兆鹏, 殷晓星, 赵洪新 申请人:东南大学;中国电子科技集团公司第十四研究所