一種圓極化微帶天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種圓極化微帶天線，包括：微帶介質(zhì)基片、圓極化微帶貼片、饋電同軸接頭、短路柱介質(zhì)基片、短路柱耦合枝節(jié)孔和短路柱；短路柱由微帶天線饋電探針、由短路柱耦合枝節(jié)和短路柱枝節(jié)組成；圓極化微帶貼片固定于微帶介質(zhì)基片表面，饋電同軸接頭固定于微帶介質(zhì)基片下表面；能量通過饋電同軸接頭饋給一個電橋功分器，進(jìn)而通過微帶天線饋電探針饋給圓極化微帶貼片，實現(xiàn)左旋圓極化輻射；本實用新型有益效果為結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，制作成本低，調(diào)頻容易，能在低剖面的情況下有效的實現(xiàn)圓極化天線低仰角的高增益性能。
【專利說明】
-種圓極化微帶天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型及無線電通信技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種圓極化微帶天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 導(dǎo)航終端設(shè)備涵蓋了車載、船載、艦載、彈載、手持等各種型號，決定了應(yīng)用于導(dǎo)航 終端設(shè)備的天線需要與復(fù)雜的平臺環(huán)境實現(xiàn)共形。同時終端設(shè)備的小型化需要具備小型 化、高性能、特別是高低仰角性能的天線。微帶天線具有體積小、重量輕、加工便利、易于集 成、便于和復(fù)雜平臺實現(xiàn)工形設(shè)計等一系列優(yōu)點，在導(dǎo)航領(lǐng)域得到極大的應(yīng)用。但是受限于 普通微帶天線較窄的波瓣寬度，滿足不了導(dǎo)航終端設(shè)備天線對低仰角性能指標(biāo)的要求。因 此，提高微帶天線低仰角性能成為導(dǎo)航領(lǐng)域天線研究的一個熱點。使用寄生福射單元、加寬 微帶天線福射介質(zhì)、異形天線地設(shè)計、利用高次模等手段是現(xiàn)有的提升微帶天線低仰角性 能常用的技術(shù)。但是運(yùn)些技術(shù)在導(dǎo)航終端設(shè)備考慮復(fù)雜平臺影響下所能起的提升低仰角性 能的效果是很有限的。
[0003] 另外，在微帶天線加工制作過程中，現(xiàn)有的加工精度不夠高W及材料介電常數(shù)的 穩(wěn)定性不能保證等情況，使得制作出來的微帶天線偏離設(shè)計指標(biāo)很遠(yuǎn)，特別是諧振頻率偏 差太大，不能大批量生產(chǎn)。因此設(shè)計具備可調(diào)諧能力的天線成為導(dǎo)航終端設(shè)備天線的迫切 需要。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種圓極化微帶天線，能有效的解決上 述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0005] 本實用新型采取的技術(shù)方案如下：
[0006] -種圓極化微帶天線，包括:微帶介質(zhì)基片、圓極化微帶貼片、饋電同軸接頭、短 路柱介質(zhì)基片、短路柱禪合枝節(jié)孔和短路柱;所述短路柱由微帶天線饋電探針、由短路柱禪 合枝節(jié)和短路柱枝節(jié)組成，短路柱的個數(shù)為大于等于4的偶數(shù)；
[0007] 所述圓極化微帶貼片固定于微帶介質(zhì)基片表面，饋電同軸接頭固定于微帶介質(zhì)基 片下表面；
[000引能量通過饋電同軸接頭饋給一個電橋功分器，進(jìn)而通過微帶天線饋電探針饋給圓 極化微帶貼片，實現(xiàn)左旋圓極化福射；
[0009] 所述短路柱禪合枝節(jié)孔設(shè)置在微帶介質(zhì)基片上，位置均勻布置在圓極化微帶貼片 的軸對稱方向，臨近圓極化微帶貼片邊緣；
[0010] 所述短路柱禪合枝節(jié)下端插入短路柱禪合枝節(jié)孔內(nèi)并固定；
[0011] 所述短路柱介質(zhì)基片位于圓極化微帶貼片正上方，通過短路柱禪合枝節(jié)5頂端支 撐;短路柱介質(zhì)基片表面固定短路柱枝節(jié)；
[0012] 短路柱禪合枝節(jié)頂端穿過介質(zhì)基片與短路柱枝節(jié)連接，短路柱禪合枝節(jié)和短路柱 枝節(jié)的連接處成90°彎折;短路柱禪合枝節(jié)通過和圓極化微帶貼片之間的禪合為短路柱枝 節(jié)饋電。
[0013] 作為優(yōu)選，饋電的強(qiáng)度可通過調(diào)節(jié)短路柱離圓極化微帶貼片邊緣的距離和短路柱 的高度來改變。
[0014] 作為優(yōu)選，微帶介質(zhì)基片為正方形；圓極化微帶貼片為圓形，可根據(jù)工作頻率改變 其大小但直徑不能超過微帶介質(zhì)基片的邊長。
[0015] 作為優(yōu)選，短路柱介質(zhì)基片的尺寸為26mm的正方形；短路柱禪合枝節(jié)的高度為 10mm，可根據(jù)工作頻率及需要禪合饋電的強(qiáng)度來調(diào)整其高度但高度不能超過工作波長的1/ 4。
[0016] 作為優(yōu)選，短路柱枝節(jié)通過彎折防止超過短路柱介質(zhì)基片表面范圍，其長度為中 屯、頻率的四分之一波長，形成一個類似單極子，四個短路柱枝節(jié)形狀需保持一致。
[0017] 作為優(yōu)選，可W通過改變短路柱枝節(jié)其長度調(diào)節(jié)中屯、頻率。
[001引作為優(yōu)選，短路柱枝節(jié)上設(shè)有刻度，一個刻度單位代表一個固定的調(diào)頻值，可改變 短路柱枝節(jié)長度調(diào)節(jié)中屯、頻率。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型的優(yōu)點在于:結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，制作成本低，調(diào)頻 容易，能在低剖面的情況下有效的實現(xiàn)圓極化天線低仰角的高增益性能。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實用新型實施例實用新型微帶天線的俯視圖；
[0021 ]圖2為本實用新型實施例實用新型的俯視圖；
[0022] 圖3為本實用新型實施例的側(cè)視圖；
[0023] 圖4為本實用新型實施例的反射系數(shù)變化曲線；
[0024] 圖5為本實用新型實施例的軸比變化曲線；
[00巧]圖6為本實用新型實施例在中屯、頻率1615MHz處
的福射方向圖；
[0026] 圖7為本實用新型實施例在1615MHz處左旋圓極化和右旋圓極化福射方向圖；
[0027] 圖8為本實用新型實施例和傳統(tǒng)微帶天線在1615MHz處仰角10度的增益對比圖；
[0028] 圖9為本實用新型實施例短路柱長度不同的法向增益隨頻率的變化曲線。
【具體實施方式】
[0029] 為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下參照附圖并舉實施 例，對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0030] 如圖1所示，一種圓極化微帶天線，包括:微帶介質(zhì)基片1、圓極化微帶貼片2、饋電 同軸接頭3、短路柱介質(zhì)基片4、短路柱禪合枝節(jié)孔7、微帶天線饋電探針8和由短路柱禪合枝 節(jié)5和短路柱枝節(jié)6組成的短路柱，所述短路柱的個數(shù)為大于等于4的偶數(shù)；
[0031] 所述圓極化微帶貼片2固定于微帶介質(zhì)基片1表面，饋電同軸接頭3固定于微帶介 質(zhì)基片1下表面；
[0032] 能量通過饋電同軸接頭3饋給一個電橋功分器，進(jìn)而通過微帶天線饋電探針8饋給 圓極化微帶貼片2,實現(xiàn)左旋圓極化福射；
[0033] 所述短路柱禪合枝節(jié)孔7設(shè)置在微帶介質(zhì)基片1上，位置均勻布置在圓極化微帶貼 片2的軸對稱方向，臨近圓極化微帶貼片2邊緣；
[0034] 所述短路柱禪合枝節(jié)5下端插入短路柱禪合枝節(jié)孔7內(nèi)并固定；
[0035] 所述短路柱介質(zhì)基片4位于圓極化微帶貼片2正上方，通過短路柱禪合枝節(jié)5頂端 支撐;短路柱介質(zhì)基片4表面固定短路柱枝節(jié)6;
[0036] 短路柱禪合枝節(jié)5頂端穿過介質(zhì)基片4與短路柱枝節(jié)6連接，短路柱禪合枝節(jié)5和短 路柱枝節(jié)6的連接處成90°彎折;短路柱禪合枝節(jié)5通過和圓極化微帶貼片2之間的禪合為短 路柱枝節(jié)6饋電；
[0037] 饋電的強(qiáng)度可通過調(diào)節(jié)短路柱離圓極化微帶貼片邊緣的距離和短路柱的高度來 改變；
[0038] 微帶介質(zhì)基片1為正方形；
[0039] 圓極化微帶貼片2為圓形，可根據(jù)工作頻率改變其大小但直徑不能超過微帶介質(zhì) 基片1的邊長；
[0040] 短路柱介質(zhì)基片4的尺寸為26mm的正方形；
[0041] 短路柱禪合枝節(jié)5的高度為10mm，可根據(jù)工作頻率及需要禪合饋電的強(qiáng)度來調(diào)整 其高度但高度不能超過工作波長的1/4;
[0042] 短路柱枝節(jié)6通過彎折防止超過短路柱介質(zhì)基片4表面范圍，其長度為中屯、頻率的 四分之一波長，形成一個類似單極子，四個短路柱枝節(jié)6形狀需保持一致。
[0043] 可W通過改變短路柱枝節(jié)6其長度調(diào)節(jié)中屯、頻率。
[0044] 短路柱枝節(jié)6上設(shè)有刻度，一個刻度單位代表一個固定的調(diào)頻值，可改變短路柱枝 節(jié)6長度調(diào)節(jié)中屯、頻率。
[0045] 本實用新型設(shè)及到的實施例天線的反射系數(shù)如圖2所示，天線的反射系數(shù)在工作 帶寬1615± IOMHz都在-14地W下，表明匹配良好，能量能正常進(jìn)入到天線。
[0046] 本實用新型設(shè)及到的實施例天線的軸比如圖3所示，天線的軸比在工作帶寬1615 ± 1 OMHz都在2地W下，表明圓極化性能良好。
[0047] 本實用新型設(shè)及到的實施例天線在中屯、頻率匆
的福射方向圖 如圖4所示，天線在法向的增益達(dá)到4.7地，前后比較好，且在水平方向上具有很好的全向 性。
[0048] 本實用新型設(shè)及到的實施例天線在中屯、頻率處的左旋圓極化和右旋圓極化增益 如圖5所示，左旋圓極化在法向接近4.7dB，比右旋圓極化大15地W上，表明實施例的左旋圓 極化性能良好。
[0049] 本實用新型設(shè)及到的實施例天線和傳統(tǒng)微帶天線在中屯、頻率處低仰角10度的增 益如圖6所示，本實施例在低仰角的性能均好于傳統(tǒng)微帶天線，在某些方向上優(yōu)于傳統(tǒng)微帶 天線2地，具有低仰角的高增益性能。
[0050] 短路柱枝節(jié)長度不同的本實施例法向增益隨頻率的變化曲線如圖7所示，短路柱 枝節(jié)為標(biāo)準(zhǔn)長度時，增益的最大值剛好在中屯、頻率1615MHz處，而當(dāng)短路柱枝節(jié)增長0.1mm， 增益最大值變?yōu)?610MHz，變小了5M化，同理，當(dāng)短路柱枝節(jié)縮小0.1mm，增益最大值變?yōu)?1620MHz，升高了5MHz，由此可知，改變短路柱枝節(jié)的長度可W實現(xiàn)頻率的可調(diào)諧性。
[0051 ]對于本實施例中屯、頻率為1615MHz，單極子在真空中四分之波長約為46mm，而本實 施例的剖面僅為Ilmm高，約為單極子的四分之一，即實施例具有低剖面的特點；由于短路柱 枝節(jié)6的福射場類似于單極子的福射場，最大福射方向和微帶貼片天線的軸向有一定的夾 角，利用場的疊加原理將其和微帶貼片天線的圓極化福射場相疊加，實現(xiàn)低仰角的高增益 性能。
[0052]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，運(yùn)里所述的實施例是為了幫助讀者理解本實 用新型的實施方法，應(yīng)被理解為本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于運(yùn)樣的特別陳述和實施 例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可W根據(jù)本實用新型公開的運(yùn)些技術(shù)啟示做出各種不脫離本實 用新型實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，運(yùn)些變形和組合仍然在本實用新型的保護(hù)范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種圓極化微帶天線，其特征在于包括:微帶介質(zhì)基片、圓極化微帶貼片、饋電同軸 接頭、短路柱介質(zhì)基片、短路柱耦合枝節(jié)孔和短路柱;所述短路柱由微帶天線饋電探針、由 短路柱耦合枝節(jié)和短路柱枝節(jié)組成，短路柱的個數(shù)為大于等于4的偶數(shù)； 所述圓極化微帶貼片固定于微帶介質(zhì)基片表面，饋電同軸接頭固定于微帶介質(zhì)基片下 表面； 能量通過饋電同軸接頭饋給一個電橋功分器，進(jìn)而通過微帶天線饋電探針饋給圓極化 微帶貼片，實現(xiàn)左旋圓極化輻射； 所述短路柱耦合枝節(jié)孔設(shè)置在微帶介質(zhì)基片上，位置均勻布置在圓極化微帶貼片的軸 對稱方向，臨近圓極化微帶貼片邊緣； 所述短路柱耦合枝節(jié)下端插入短路柱耦合枝節(jié)孔內(nèi)并固定； 所述短路柱介質(zhì)基片位于圓極化微帶貼片正上方，通過短路柱耦合枝節(jié)5頂端支撐;短 路柱介質(zhì)基片表面固定短路柱枝節(jié)； 短路柱耦合枝節(jié)頂端穿過介質(zhì)基片與短路柱枝節(jié)連接，短路柱耦合枝節(jié)和短路柱枝節(jié) 的連接處成90°彎折;短路柱耦合枝節(jié)通過和圓極化微帶貼片之間的耦合為短路柱枝節(jié)饋 電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓極化微帶天線，其特征在于:饋電的強(qiáng)度可通過調(diào)節(jié)短 路柱離圓極化微帶貼片邊緣的距離和短路柱的高度來改變。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圓極化微帶天線，其特征在于:微帶介質(zhì)基片為正方形； 圓極化微帶貼片為圓形，可根據(jù)工作頻率改變其大小但直徑不能超過微帶介質(zhì)基片的邊 長。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種圓極化微帶天線，其特征在于:短路柱介質(zhì)基片的尺寸為 26mm的正方形;短路柱親合枝節(jié)的高度為10mm，可根據(jù)工作頻率及需要親合饋電的強(qiáng)度來 調(diào)整其高度但高度不能超過工作波長的1/4。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種圓極化微帶天線，其特征在于:短路柱枝節(jié)通過彎折防止 超過短路柱介質(zhì)基片表面范圍，其長度為中心頻率的四分之一波長，形成一個類似單極子， 四個短路柱枝節(jié)形狀需保持一致。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種圓極化微帶天線，其特征在于:可以通過改變短路柱枝節(jié) 其長度調(diào)節(jié)中心頻率。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種圓極化微帶天線，其特征在于：短路柱枝節(jié)上設(shè)有刻度， 一個刻度單位代表一個固定的調(diào)頻值，可改變短路柱枝節(jié)長度調(diào)節(jié)中心頻率。
【文檔編號】H01Q1/36GK205583130SQ201620399500
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】文述波, 潘錦, 左樂
【申請人】成都北斗天線工程技術(shù)有限公司