一種寬帶寬波束圓極化天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種寬帶寬波束圓極化天線，包括金屬背腔(3)、金屬地板(4)、介質(zhì)貼片天線(1)和耦合饋電網(wǎng)絡(2)；所述的金屬背腔(3)固定在金屬地板(4)上，金屬背腔(3)的腔體中設有耦合饋電網(wǎng)絡(2)，耦合饋電網(wǎng)絡(2)固定在金屬地板(4)上，耦合饋電網(wǎng)絡(2)的中心上方固定有介質(zhì)貼片天線(1)。本實用新型利用耦合饋電，采用介質(zhì)與空氣相結(jié)合的方法，提高天線的工作帶寬，降低了天線剖面，同時減小重量。
【專利說明】一種寬帶寬波束圓極化天線
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種圓極化天線，適用于為低剖面衛(wèi)星通信、導航終端系統(tǒng)中，特別適用于對天線波束寬度要求高、通信和導航共口徑的小型化終端系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前在通信、導航等系統(tǒng)所用終端天線形式以及性能各有特點，但均存在某種不足。
[0003]1、利用金屬結(jié)構或印制板結(jié)構的螺旋天線形式，具有寬帶、寬波束和重量輕的特性，但是天線的縱向尺寸相對較高，很能實現(xiàn)低剖面，因此在結(jié)構緊湊的終端系統(tǒng)中使用受限。
[0004]2、利用金屬支桿實現(xiàn)的對稱陣子具有易加工、結(jié)構簡單可靠的特點，但是天線的剖面受限于工作波長，同時寬波束多采用錐臺結(jié)構，進一步增加了天線的剖面。
[0005]3、利用印刷電路板結(jié)構的微帶天線形式，具有小型化、低剖面、形式多樣且易加工的特點，具有廣泛的應用。但是，傳統(tǒng)的微帶天線的相對帶寬只有5%左右，實現(xiàn)寬帶多采用空氣耦合形式，天線的剖面難以降低；單饋電或雙饋電點可以方便的實現(xiàn)圓極化，但在帶寬內(nèi)很難現(xiàn)實對稱的方向圖。采用空氣背腔可以使天線實現(xiàn)寬波束，但相關報道和文獻中沒有應用于寬帶的實例。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于避免上述【背景技術】的不足之處，提供一種寬帶、寬波束、低剖面圓極化天線，該天線易于調(diào)試，具有很高的工程使用價值。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是:
[0008]一種寬帶寬波束圓極化天線，包括金屬背腔3和金屬地板4，其特征在于:還包括介質(zhì)貼片天線I和耦合饋電網(wǎng)絡2 ;所述的金屬背腔3固定在金屬地板4上，金屬背腔3的腔體內(nèi)部設有耦合饋電網(wǎng)絡2，耦合饋電網(wǎng)絡2固定在金屬地板4上，耦合饋電網(wǎng)絡2的中心上方固定有介質(zhì)貼片天線I。
[0009]其中，所述的介質(zhì)貼片天線I由兩層不同厚度的介質(zhì)板疊加組成，兩層介質(zhì)板的頂面均設有用于天線的金屬片。
[0010]其中，所述的耦合饋電網(wǎng)絡2由兩塊條狀介質(zhì)板十字交叉組成，每個條狀介質(zhì)板上設有兩個關于十字交叉中心對稱的左金屬條和右金屬條。
[0011]其中，所述左金屬條由上橫條、上豎條、下橫條和下豎條相接構成；其中，上橫條與條狀介質(zhì)板的頂端齊平，上橫條的左端與上豎條的上端相接，上豎條的下端與下橫條的左端相接，下橫條的右端與下豎條的上端相接，下豎條的下端與金屬地板4相接。
[0012]其中，所述的介質(zhì)貼片天線I位于左金屬條和右金屬條的正上方。
[0013]其中，所述左金屬條為倒L型。
[0014]其中，所述右金屬條的形狀與左金屬條為鏡像對稱。
[0015]采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0016]1、本實用新型利用耦合饋電，采用介質(zhì)與空氣相結(jié)合的方法，提高天線的工作帶寬，降低了天線剖面，同時減小重量。
[0017]2、本實用新型的空氣背腔方式，在寬帶范圍內(nèi)提高了天線的波束寬度。
[0018]3、本實用新型中，多采用印制板工藝，具有很高的精度并節(jié)約了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的結(jié)構示意圖；
[0020]圖2是耦合饋電網(wǎng)絡的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0022]如圖1和圖2所示，本實用新型所述的一種寬帶寬波束圓極化天線，包括金屬背腔3和金屬地板4，還包括介質(zhì)貼片天線I和耦合饋電網(wǎng)絡2 ;所述的金屬背腔3固定在金屬地板4上，金屬背腔3的腔體內(nèi)部設有耦合饋電網(wǎng)絡2，耦合饋電網(wǎng)絡2固定在金屬地板4上，耦合饋電網(wǎng)絡2的中心上方固定有介質(zhì)貼片天線I。金屬背腔3下端留有安裝孔，通過介質(zhì)螺絲與金屬地板4連接，其金屬背腔3的中心軸線與介質(zhì)貼片天線的軸線重合。
[0023]所述的介質(zhì)貼片天線I由兩層不同厚度的介質(zhì)板疊加組成，兩層介質(zhì)板的頂面均設有用作天線的金屬片。其中，介質(zhì)板的厚度和形狀、金屬片的尺寸和形狀均需按照電性能指標進行調(diào)整。介質(zhì)貼片天線、介質(zhì)板與耦合饋電網(wǎng)絡2的中心軸線重合。
[0024]其中，所述的耦合饋電網(wǎng)絡2由兩塊條狀介質(zhì)板十字交叉組成，每個條狀介質(zhì)板上設有兩個關于十字交叉中心對稱的左金屬條和右金屬條。所述的介質(zhì)貼片天線I位于左金屬條和右金屬條的正上方。兩塊條狀介質(zhì)板中心軸位置均有開槽以便安裝。
[0025]作為一種實施例，所述左金屬條由上橫條、上豎條、下橫條和下豎條相接構成；其中，上橫條與條狀介質(zhì)板的頂端齊平，上橫條的左端與上豎條的上端相接，上豎條的下端與下橫條的左端相接，下橫條的右端與下豎條的上端相接，下豎條的下端與金屬地板4相接。所述右金屬條的形狀與左金屬條為倒L型。
[0026]作為一另種實施例，所述左金屬條為倒L型。
[0027]工作原理:
[0028]本實用新型采用耦合饋電方式，即通過金屬背腔和耦合饋電網(wǎng)絡，使電磁波分別以相對相差為0°、90°、180°和270°耦合至上層的輻射貼片，即金屬片，由于輻射貼片采用不同但相近的尺寸，輻射貼片可以諧振在間隔不遠的頻率上，進而實現(xiàn)圓極化寬帶特性，通過耦合饋電網(wǎng)絡，使得天線饋線間的等效電容增加，部分抵消了由于天線高度增加而增大的感應電感，進一步改善了天線阻抗匹配。通過使用金屬背腔改變了貼片表面的感應電流，展寬了天線的波束寬度。
[0029]該種方式設計的寬帶寬波束圓極化天線的總口駐波比小于2，圓極化帶寬達到14%，帶內(nèi)3dB波束寬度優(yōu)于60°，具有與其它導航天線集成的能力。
【權利要求】
1.一種寬帶寬波束圓極化天線，包括金屬背腔(3)和金屬地板(4)，其特征在于:還包括介質(zhì)貼片天線(I)和耦合饋電網(wǎng)絡(2);所述的金屬背腔(3)固定在金屬地板(4)上，金屬背腔(3)的腔體內(nèi)部設有耦合饋電網(wǎng)絡(2)，耦合饋電網(wǎng)絡(2)固定在金屬地板(4)上，耦合饋電網(wǎng)絡(2)的中心上方固定有介質(zhì)貼片天線(I)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種寬帶寬波束圓極化天線，其特征在于:所述的介質(zhì)貼片天線(I)由兩層不同厚度的介質(zhì)板疊加組成，兩層介質(zhì)板的頂面均設有用于天線的金屬片。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種寬帶寬波束圓極化天線，其特征在于:所述的耦合饋電網(wǎng)絡(2)由兩塊條狀介質(zhì)板十字交叉組成，每個條狀介質(zhì)板上設有兩個關于十字交叉中心對稱的左金屬條和右金屬條。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種寬帶寬波束圓極化天線，其特征在于:所述左金屬條由上橫條、上豎條、下橫條和下豎條相接構成；其中，上橫條與條狀介質(zhì)板的頂端齊平，上橫條的左端與上豎條的上端相接，上豎條的下端與下橫條的左端相接，下橫條的右端與下豎條的上端相接，下豎條的下端與金屬地板(4)相接。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種寬帶寬波束圓極化天線，其特征在于:所述的介質(zhì)貼片天線(I)位于左金屬條和右金屬條的正上方。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種寬帶寬波束圓極化天線，其特征在于:所述左金屬條為倒L型。
【文檔編號】H01Q1/48GK203983480SQ201420424020
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】宋躍, 汪春霆, 杜彪, 袁宏偉, 韓國棟 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所