專利名稱：Ku波段高增益平面天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及通信領(lǐng)域中的平面天線陣，特別涉及一種Ku波段高增益平面天線，屬于國際專利分類H01Q21/00“天線陣或系統(tǒng)”領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
直接廣播衛(wèi)星(DBS)系統(tǒng)一直為許多國家提供電視服務(wù)，而常規(guī)的拋物面天線已經(jīng)是許多用戶的選擇。不過這種天線笨重而且需要單獨的安裝空間，在雨、雪天氣其性能還會下降，尤其對流動性的用戶帶來了很多的限制。利用微帶陣列的平面天線可以直接用于電視廣播的接收，平面天線體積小、重量輕，可以輕易地安裝在建筑物或者移動的物體上，基本上不受到空間的限制。Ku波段是我國現(xiàn)階段主要的衛(wèi)星電視接收信號頻段之一，國內(nèi)的一些單位曾進行過Ku波段平面天線的試驗研究，但增益性能都不高，不足以接收到衛(wèi)星電視信號。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的，是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種可直接用于電視廣播的接收，體積小、重量輕、容易安裝在建筑物或移動物體上，不受空間限制的Ku波段高增益平面天線。
本實用新型的技術(shù)方案如下。
一種Ku波段高增益平面天線，由微帶陣列與波導(dǎo)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成，包括金屬平板(1)、介質(zhì)基板(2)、微帶輻射單元(3)、微帶同軸微帶轉(zhuǎn)換器(4)、微帶功分網(wǎng)絡(luò)(5)、同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器(6)等部分組成，是將天線大陣列劃分為四個子陣，即由四個16×16元子陣組成，共設(shè)有1024個微帶輻射單元(3)；所有的微帶輻射單元(3)裝在一塊介質(zhì)基板(2)上，介質(zhì)基板(2)通過螺釘固定于3-5mm厚的金屬平板(1)上，介質(zhì)基板(2)的接地層緊貼金屬平板(1)。
所述16×16元子陣的結(jié)構(gòu)是由256個微帶邊饋的陣元通過微帶線并聯(lián)饋電微帶功分網(wǎng)絡(luò)(5)組成，在微帶功分網(wǎng)絡(luò)(5)的中心連接同軸微帶轉(zhuǎn)換器(4)，背饋輸出。
微帶功分網(wǎng)絡(luò)(5)由五個同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器(6)、六段等長度帶波導(dǎo)法蘭的直矩形波導(dǎo)(7)、三個HT接頭的波導(dǎo)功分器(8)組成，位于波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)兩邊緣上下的四個同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器(6)分別與四個16×16元子陣列的微帶同軸轉(zhuǎn)換器(4)相連，由波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器(6)作為天線陣信號輸出端口(18)。
所述的介質(zhì)基板(2)采用相對介電常數(shù)較低的聚四氟乙烯雙面敷銅板，其尺寸為600×600mm。
本實用新型技術(shù)將大陣劃分成四個子陣，并用4∶1的波段功分網(wǎng)絡(luò)組陣，以降低微帶線功分網(wǎng)絡(luò)的損耗，從而使此Ku波段平面微帶天線的最小增益超過32dB，能夠清晰接收到衛(wèi)星電視信號。


圖1為本實用新型平面天線的子陣列示意圖；圖2、圖3分別為微帶同軸轉(zhuǎn)換器不同方向的示意圖；圖4為天線背部及波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)視圖；圖5、圖6分別為波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器不同方向的示意圖。
圖中1.金屬平板，2.介質(zhì)基板，3.輻射單元，4.微帶同軸轉(zhuǎn)換器，5.微帶功分網(wǎng)絡(luò)(未全部顯示)，6.同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，7.帶法蘭的直矩形波導(dǎo)段，8.HT接頭波導(dǎo)功分器，9.微帶傳輸線，10.同軸焊接點，11.SMA同軸接頭內(nèi)導(dǎo)體，12.SMA同軸接頭(陽)，13.SMA同軸接頭(陰)，14.SMA接頭固定金屬塊，15.波導(dǎo)法蘭盤，16.矩形波導(dǎo)管，17.固定螺絲，18.天線陣信號輸出端(SMA接頭)。
具體實施方式
參閱圖1、圖2、圖3，本實用新型的整個平面天線主要由微帶陣列與波導(dǎo)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成。天線陣列由四個16×16元子陣組成，共1024個微帶輻射元。天線陣列的基板材料采用相對介電常數(shù)較低的聚四氟乙烯雙面敷銅板(2)，所有的微帶輻射元(3)加工在一塊600×600mm的介質(zhì)基板(2)上，用螺釘將介質(zhì)基板(2)固定在3～5mm厚的金屬平板(1)上，使介質(zhì)基板的接地層緊貼金屬反射板。其中16×16元子陣的結(jié)構(gòu)由256個微帶邊饋的陣元通過微帶線并聯(lián)饋電網(wǎng)絡(luò)(5)組成，在微帶功分網(wǎng)絡(luò)(5)中心連接同軸微帶轉(zhuǎn)換器(4)，背饋輸出。微帶傳輸線(9)由同軸焊接點(10)連接于介質(zhì)基板上。SMA同軸接頭內(nèi)導(dǎo)體(11)連接同軸焊點(10)插于SMA同軸陽極接頭(12)中。
參閱圖4、圖5、圖6，波導(dǎo)并聯(lián)饋電網(wǎng)絡(luò)由五個同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器(6)、六段等長度的帶波導(dǎo)法蘭的直矩形波導(dǎo)(7)、三個波導(dǎo)功分器(8)組成。位于波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)兩邊緣的上下四個同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器(6)分別和四個16×16元子陣列的微帶同軸轉(zhuǎn)換器(4)相連，由波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器(6)作為天線陣信號輸出端口(18)。SMA同軸陰極接頭(13)連接SMA接頭固定金屬塊(14)，由固定螺絲(17)固定于矩形波導(dǎo)管(16)上，波導(dǎo)管(16)垂直連接法蘭盤(15)。
權(quán)利要求1.一種Ku波段高增益平面天線，由微帶陣列與波導(dǎo)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成，包括金屬平板(1)、介質(zhì)基板(2)、微帶輻射單元(3)、微帶同軸微帶轉(zhuǎn)換器(4)、微帶功分網(wǎng)絡(luò)(5)、同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器(6)等部分組成，其特征在于所述天線陣列劃分為四個子陣，即由四個16×16元子陣組成，共設(shè)有1024個微帶輻射單元(3)；所有的微帶輻射單元(3)裝在一塊介質(zhì)基板(2)上，介質(zhì)基板(2)通過螺釘固定于3-5mm厚的金屬平板(1)上，介質(zhì)基板(2)的接地層緊貼金屬平板(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ku波段高增益平面天線，其特征在于所述16×16元子陣的結(jié)構(gòu)是由256個微帶邊饋的陣元通過微帶線并聯(lián)饋電微帶功分網(wǎng)絡(luò)(5)組成，在微帶功分網(wǎng)絡(luò)(5)的中心連接同軸微帶轉(zhuǎn)換器(4)，背饋輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ku波段高增益平面天線，其特征在于微帶功分網(wǎng)絡(luò)(5)由五個同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器(6)、六段等長度帶波導(dǎo)法蘭的直矩形波導(dǎo)(7)、三個HT接頭的波導(dǎo)功分器(8)組成，位于波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)兩邊緣上下的四個同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器(6)分別與四個16×16元子陣列的微帶同軸轉(zhuǎn)換器(4)相連，由波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)的波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器(6)作為天線陣信號輸出端口(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ku波段高增益平面天線，其特征在于所述的介質(zhì)基板(2)采用相對介電常數(shù)較低的聚四氟乙烯雙面敷銅板，其尺寸為600×600mm。
專利摘要本實用新型涉及一種Ku波段高增益平面天線，由微帶陣列與波導(dǎo)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成，包括金屬平板、介質(zhì)基板、微帶輻射單元、微帶同軸微帶轉(zhuǎn)換器、微帶功分網(wǎng)絡(luò)、同軸波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器等部分組成。天線陣列由16×16元子陣組成，共設(shè)有1024個微帶輻射單元。所有的微帶輻射單元裝在一塊介質(zhì)基板上，介質(zhì)基板通過螺釘固定于金屬反射板，基板接地層緊貼金屬平板。16×16元子陣結(jié)構(gòu)由256個微帶邊饋的陣元通過微帶線并聯(lián)饋電微帶功分網(wǎng)絡(luò)組成，功分網(wǎng)絡(luò)的中心連接同軸微帶轉(zhuǎn)換器，背饋輸出。該技術(shù)使Ku波段平面天線的最小增益超過32dB，能夠清晰的接收到衛(wèi)星電視信號。
文檔編號H01Q21/06GK2739818SQ20042008772
公開日2005年11月9日 申請日期2004年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月16日
發(fā)明者馮祖?zhèn)? 魏克珠, 李文超 申請人:北京怡嘉興業(yè)信息工程有限公司