一种宽带小型化带状线双圆极化网络的制作方法

1.本发明涉及天线领域，尤其是一种宽带小型化带状线双圆极化网络。


背景技术：

2.目前，公知的多天线实现双圆极化使用多种复杂网络和电缆连接方式实现，产品复杂布局空间较大，且增加电缆后额外增大了损耗。
3.波导形式双圆极化网络结构相对简单，但是对于s频段波导体积太大，很难实现整体紧凑化布局，尤其难以满足卫星领域有限的空间布局。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在的不足，本技术提出了一种宽带小型化带状线双圆极化网络，包括中层介质板(03)，所述中层介质板(03)的上层设置有带线(01)，所述中层介质板(03)的下层设置有带线(02)，所述带线(01)和所述带线(02)形式相同在x轴方向对称；
5.所述中层介质板(03)上设置的带线以及传输线路在所述中层介质板 (03)的边缘位置形成若干端口；
6.所述中层介质板(03)的上表面设置有上层介质板(04)，所述中层介质板(03)的下表面设置有下层介质板(05)。
7.在一个可能的实现方式中，所述上层介质板(04)的上表面覆铜，下表面无覆铜；所述下层介质板(05)的下表面覆铜，上表面无覆铜。
8.在一个可能的实现方式中，所述端口包括：左旋端口(1)、右旋端口 (2)、0
°
端口(3)、90
°
端口(4)、180
°
端口(5)和270
°
端口(6)及两个隔离端口(7)。
9.在一个可能的实现方式中，所述带线(01)由传输线(8)、过渡线(9)、特殊耦合线(001)、微带线(10)、微带线(11)和微带线(12)组成；
10.所述微带线(10)与所述过渡线(9)和270
°
端口(6)相连；所述微带线(11)与所述隔离端口(7)相连；所述微带线(12)与90
°
端口(4) 相连；所述微带线(10)、微带线(11)、微带线(12)以90
°
夹角首尾相连。
11.在一个可能的实现方式中，所述带线(01)的传输线(8)与所述左旋端口(1)和带线(01)的所述过渡线(9)相连；所述带线(02)的传输线(8)与所述右旋端口(2)和所述带线(02)的所述过渡线(9)相连。
12.在一个可能的实现方式中，所述特殊耦合线(001)由微带线(14)和微带线(15)组成，分布在所述中层介质板(03)的上下两层；
13.设置在所述中层介质板(03)上层的微带线(14)的正x端设置有终端匹配枝节(16)，上层微带线(14)的负x端与微带线(10)连接；
14.设置在所述中层介质板(03)下层的微带线(15)的正x端设置有枝节(17)，负x端带有匹配枝节(16)，微带线(15)在枝节(17)位置通过金属化过孔(18)与90
°
端口(4)连接；
15.微带线(14)在匹配枝节(16)处通过所述金属化过孔(13)与上层介质板(04)上表
面覆铜连接，形成接地；微带线(15)在匹配枝节(16) 处通过所述金属化过孔(13)与下层介质板(05)下表面覆铜连接，形成接地。
16.在一个可能的实现方式中，所述带线(01)传输线(8)与微带线(14) 位于所述中层介质板(03)上层，微带线(15)位于所述中层介质板(03) 下层；所述带线(02)传输线(8)与微带线(14)位于所述中层介质板(03) 下层，微带线(15)位于所述中层介质板(03)上层。
17.在一个可能的实现方式中，所述微带线(10)与所述过渡线(9)和270
°
端口(6)相连；所述微带线(11)与所述隔离端口(7)相连；所述微带线(12)与90
°
端口(4)相连；所述微带线(10)、微带线(11)、微带线 (12)以90
°
夹角首尾相连。
18.由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：本发明采用耦合带状线的方式解决了等幅等差相位分配要求，实现了双圆极化网络的宽频带小型化设计。
19.本发明可以根据调整带线耦合度和长度应用于各种幅相要求的四天线组阵系统。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
[0022][0024]
图1是本发明一种宽带小型化带状线双圆极化网络的结构图；
[0025]
图2是本发明中带线(01)结构图；
[0026]
图3是本发明中带线(01)在中层介质板(03)上层结构图；
[0027]
图4是本发明中带线(01)在中层介质板(03)下层结构图；
[0028]
图5是本发明实施例端口驻波比仿真图；
[0029]
图6是本发明实施例左旋端口(1)到180
°
端口(5)s21仿真图；
[0030]
图7是本发明实施例左旋端口(1)分别到90
°
端口(4)和180
°
端口(5)幅度差仿真图；
[0031]
图8是本发明实施例左旋端口(1)分别到0
°
端口(3)和90
°
端口(4)相位差仿真图；
[0032]
图9是本发明实施例左旋端口(1)分别到0
°
端口(3)和180
°
端口 (5)相位差仿真图；
[0033]
图10是本发明实施例左旋端口(1)分别到0
°
端口(3)和270
°
端口(6)相位差仿真图；
[0034]
图11是本发明实施例左旋端口(1)和右旋端口(2)隔离度仿真图。
具体实施方式
[0035]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明
的保护范围。
[0036]
本发明提供的宽带小型化带状线双圆极化网络由三层紧密贴合的微带介质板和介质板上下两侧的传输线电路及相关过孔组成。其中，上层介质板上表面金属铜箔保留作为接地面，中间金属化过孔为带线接地用；下层介质板下表面金属铜箔保留作为接地面，中间金属化过孔为带线接地用；中间层介质板蚀刻带线和相关的金属过孔。两个输入端口包含左旋圆极化输入口和右旋圆极化输入口两个端口、四个输出端口包含0
°
相位输出端口 (基准口)、90
°
(左旋)/
‑
90
°
(右旋)输出端口、180
°
(左旋)/
‑
180
°ꢀ
(右旋)输出端口、270
°
(左旋)/
‑
270
°
(右旋)输出端口和两个隔离端口，其中，90
°
/180
°
/270
°
三个输出端口相位为相对于0
°
输出端口(基准口)的相对值。同轴电缆传输过来的电磁波输入左旋(右旋)圆极化输入口后，经过双圆极化网络分离后形成四路幅度相等相位依次相差90度的四路信号，经0
°
/90
°
/180
°
/270
°
相位输出口后连接四个天线，形成左旋 (右旋)圆极化波。
[0037]
以下结合附图1至图11对本发明做进一步详细阐述。
[0038]
参阅图1、图3和图4，本发明提供的一种宽带小型化带状线双圆极化网络的部分结构示意图。本发明的装置包括：上层介质板04、中层介质板 03和下层介质板05三层紧密贴合在一起的介质板；分布在所述中层介质板 03上下两层的带线01(未示出)、带线02；左旋端口1、右旋端口2、0
°
端口3、90
°
端口4、180
°
端口5和270
°
端口6及两个隔离端口7组成。
[0039]
在一个示例性实施例中，上层介质板04介电常数εr为6.15，板材厚度为1.52mm，上层铜箔保留作为接地面，中间相应位置有两处金属化过孔 13。中层介质板03介电常数εr为6.15，板材厚度为0.254mm，上下两层布有带线01和带线02，中间相应位置有两处四个金属化过孔18。下层介质板05介电常数εr为6.15，板材厚度为1.52mm，下层铜箔保留作为接地面，中间相应位置有两处金属化过孔13。
[0040]
如图1所示，本例中有带线01与带线02，带线01与左旋端口1、90
°
端口4、270
°
端口6和隔离端口7相连，蚀刻在中层介质板03上层部分；带线02与右旋端口2、0
°
端口3、180
°
端口5和隔离端口7相连，蚀刻在中层介质板03下层部分，端口带线宽度为1.7mm。带线01和带线02形式相同，在中线两侧沿x轴方向对称，分布在中层介质板03上下两层，即带线01分布在中层介质板03上层部分带线02分布在下层，带线01分布在中层介质板03下层部分带线02分布在上层。
[0041]
带线01与带线02带线完全相同，以带线01阐述实施例具体尺寸。带线01由传输线8、过渡线9和特殊耦合线001及微带线10、微带线11和微带线12组成，如图2所示。传输线8长度为13.1mm，宽度为0.9mm，与过渡线9连接部分倒1.2mm圆角，过渡线9长度为12.1mm，宽度为1.8mm；微带线10长度为16.2mm，宽度为0.8mm，与传输线9和270
°
端口6相连；微带线11长度为13.9mm，宽度为0.8mm，与270
°
端口6和隔离端口7 相连；微带线12长度为14.7mm，宽度为0.8mm，与270
°
端口6和90
°
端口4相连，微带线10、微带线11和微带线12互相垂直首尾相连；特殊耦合线001由微带线14和微带线15组成，分布在中层介质板03上下两层，上层微带线14长度为10.1mm，宽度为0.8mm，正x端终端匹配枝节16 为边长2mm的方向贴片，四个直角倒0.5mm圆角，负x端与微带线10连接，下层微带线15长度为10.1mm，宽度为0.8mm，正x端带有枝节17，长度为2.6mm，宽度为1.7mm，负x端带有匹配枝节16边长2mm的方向贴片，四个直角倒0.5mm圆角；微带线15在枝节17位置通过四个金属化过孔18半径为0.3mm与90
°
端口4连接；微带线14在匹配枝节16中心处通过所述金属化过孔13半径为0.3mm与上层介质板04上
表面覆铜连接，形成接地；微带线15在匹配枝节16中心处通过所述金属化过孔13半径为 0.3mm与下层介质板05下表面覆铜连接，形成接地，微带线14和微带线 15两条耦合线偏置距离为0.6mm。
[0042]
在一个示例性实施例中，带线01与带线02传输线8组成耦合线002 偏置距离为0.2mm。
[0043]
图5是典型的端口驻波比仿真图，图6是左旋端口1到180
°
端口5s21 仿真图，图7是左旋端口1分别到90
°
端口4和180
°
端口5幅度差仿真图，图8是左旋端口1分别到0
°
端口3和90
°
端口4相位差仿真图，图9 是左旋端口1分别到0
°
端口3和180
°
端口5相位差仿真图，图10是左旋端口1分别到0
°
端口3和270
°
端口6相位差仿真图，图11是左旋端口1和右旋端口2隔离度仿真图。通过调整带线的结构尺寸，可达到不同的幅差要求，实现宽带小型化等幅相差功能。
[0044]
本发明实施例的测试结果：双圆极化网络体积约60mm
×
50mm
×
6mm，损耗小于0.5db，相位起伏小于5
°
，幅度起伏小于0.5db。网络重量0.1kg，有效满足了型号需求，增加了测控数传链路电平指标余量。
[0045]
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0046]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性地，本技术的真正范围和精神由上述的权利要求指出。
[0047]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。
[0048]
应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/ 或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/ 或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0049]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0050]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。