專利名稱：一種低剖面雙層印刷超寬帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于超寬帶系統(tǒng)的小型化天線，更具體地說，是指ー種工作于S波段和C波段的高増益、定向性、低剖面的雙層印刷天線。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)80年代，隨著電子科學(xué)技術(shù)的進步，通信、雷達等無線電系統(tǒng)的頻帶越來越寬，信號脈沖越來越窄，電磁頻譜越來越擁擠，人們開始重視和研究超寬帶(UWB)電磁學(xué)。1990年前后，人們用各種時域數(shù)值方法得到了 Maxwell方程的嚴(yán)格瞬態(tài)解，從而為超寬 帶電磁學(xué)奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。超寬帶脈沖源、超寬帶天線和超寬帶接收技術(shù)都有了突破，極大地促進了超寬帶電磁學(xué)的研究，超寬帶通信、超寬帶雷達等應(yīng)運而生，超寬帶電磁學(xué)在成像、目標(biāo)特性、反隱身技術(shù)、微波時域測量技木、微波定向傳輸?shù)确矫娑嫉玫搅藦V泛的應(yīng)用。天線作為UWB無線通信的關(guān)鍵部件，其性能直接影響到通信質(zhì)量。由于UWB通信的特殊要求，對天線理論與實現(xiàn)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。近年來，隨著通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，超寬帶天線廣泛應(yīng)用于無線通信，超寬帶雷達，衛(wèi)星通信等領(lǐng)域，在家庭網(wǎng)絡(luò)及移動通信等方面也有廣泛的需求，因此設(shè)計ー種結(jié)構(gòu)簡單，性能良好的超寬帶天線具有重要的現(xiàn)實意義。超寬帶天線具有很寬工作頻帶。在此頻段內(nèi)，天線的特性如輸入阻抗、效率、波瓣指向、波瓣寬度、副瓣電平、方向系數(shù)、増益、極化等都在允許的范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的超寬帶天線形式有螺旋天線，對數(shù)周期天線，加脊喇叭天線和漸變槽線天線等，但是它們大部分的尺寸都比較大，剖面較高，因而應(yīng)用受到很大限制。其中漸變槽線天線具有易加工，成本低，高増益和良好的定向輻射特性，但是這種天線在高頻段輻射效率較低，遠場輻射方向圖會出現(xiàn)裂瓣，且容易產(chǎn)生交叉極化問題。隨著移動通信技術(shù)，空間技術(shù)和超寬帶電子技術(shù)的發(fā)展，各種電子設(shè)備均向小型化與微型化發(fā)展，天線作為無線電子系統(tǒng)必不可少的部件也必然向小型化方向發(fā)展。在過去的十年中，人們開始注意到UWB技術(shù)在未來高速無線通信方面的巨大潛力。隨著這項技術(shù)的快速發(fā)展，高性能UWB天線成為UWB系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的部分，很多研究圍繞著UWB天線展開。ー些新型的超寬帶天線，如帶有反射器的振子天線等，它們雖都具有良好的性能，但是剖面普遍較高，而且加工復(fù)雜，特別是ー些有非平面反射器的天線，它們的應(yīng)用不夠靈活。在超寬帶天線中，印刷單極子天線由于其體積小，寬阻帶，低造價的優(yōu)點，被認為非常有前景。與此同時，ー些具有相同優(yōu)點的印刷偶極子天線也被設(shè)計出來?；诖耍景l(fā)明設(shè)計了ー種工作于S波段和C波段的高増益、定向性、新型的雙層印刷振子天線，不但實現(xiàn)了小型化，而且具有很寬的頻帶和很高的増益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種工作于S波段和C波段的新型的低剖面雙層印刷超寬帶天線，該天線采用巴倫饋電，既有小的尺寸，又有極低的剖面，而且在整個帶寬范圍內(nèi)有很高的増益和很好的方向性，因而在超寬帶通信領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的一種低剖面雙層印刷超寬帶天線，該天線包括有橫向介質(zhì)板(I)、縱向介質(zhì)板(2)、反射板(3)、基板(4)和支撐柱(5);橫向介質(zhì)板(I)的底部與反射板(3)的上部之間的間距18mm;橫向介質(zhì)板⑴與反射板(3)之間安裝有四根支撐柱(5),縱向介質(zhì)板
(2)置于橫向介質(zhì)板(I)與反射板(3)之間的中部，反射板(3)置于基板(4)的上方；所述橫向介質(zhì)板(I)的上板面上設(shè)有第一背條(101)、第二背條(102),第一背條(101)和第ニ背條(102)為結(jié)構(gòu)相同圓弧形段，所述圓弧形段是采用覆銅技術(shù)將銅蝕刻在橫向介質(zhì)板 (I)上形成；所述橫向介質(zhì)板(I)的下板面上安裝有A振子(103)、B振子(104);橫向介質(zhì)板(I)、第一背條(101)、第二背條(102)、A振子(103)和B振子(104)構(gòu)成第一天線單元；所述縱向介質(zhì)板(2)的一板面上安裝有A梯形微帶線(201)，所述縱向介質(zhì)板(2)的另ー板面上安裝有B梯形微帶線(202);所述縱向介質(zhì)板(2)的下部焊接在同軸線纜接頭(6)上；縱向介質(zhì)板(2)、A梯形微帶線(201)和B梯形微帶線(202)構(gòu)成巴倫，也是第二天線單元；反射板(3)和基板(4)形成第三天線單元。所述雙層印刷超寬帶天線能夠工作于S波段和C波段。所述雙層印刷超寬帶天線在2. 8GHz 6. 2GHz的范圍內(nèi)，其駐波系數(shù)小于2。所述雙層印刷超寬帶天線在3GHz處增益達到9. 8dB,在頻段2. 8GHz 6. 2GHz范圍內(nèi)，增益大于
6.7dB。本發(fā)明低剖面雙層印刷超寬帶天線的優(yōu)點在于①背條與振子構(gòu)成的雙層印刷天線是折合振子的變種，因此該天線具有折合振子的很多優(yōu)良特性。特別是小的結(jié)構(gòu)尺寸和超寬的工作頻帶。該天線的尺寸為23_X32mm，帶寬為 2. 8GHz 6. 2GHz。②在橫向介質(zhì)板下方設(shè)置巴倫，使得天線的饋電保持了平衡，當(dāng)雙層印刷天線的輸入阻抗為120Ω時，保證了振子輸入端ロ從50Ω ilj 120 Ω的阻抗變換。 ③本發(fā)明設(shè)計的巴倫構(gòu)形對天線福射特性的影響較小，不會破壞天線的方向性。④縱向介質(zhì)板高度hi即為低剖面雙層印刷超寬帶天線的高度,hi = 18mm,使本發(fā)明天線的體積大大縮小，不但有利于系統(tǒng)的集成，而且在移動通信中有很好的隱身性能。⑤縱向介質(zhì)板的上方設(shè)置橫向介質(zhì)板，縱向介質(zhì)板的下方設(shè)置反射板，所述反射板能夠使本發(fā)明天線具有很高的増益(6. 7dB 9. 8dB)和定向輻射特性。在保密性高的超寬帶通信系統(tǒng)中有很好的應(yīng)用前景。


圖I是本發(fā)明低剖面雙層印刷超寬帶天線的外部結(jié)構(gòu)圖。圖IA是本發(fā)明低剖面雙層印刷超寬帶天線的另ー視角外部結(jié)構(gòu)圖。圖IB是未裝配反射板和基板的低剖面雙層印刷超寬帶天線仰視圖。圖2是本發(fā)明橫向介質(zhì)板的上板面的結(jié)構(gòu)圖。圖2A是本發(fā)明橫向介質(zhì)板的上板面的兩個弧形槽共形結(jié)構(gòu)圖。
圖2B是本發(fā)明橫向介質(zhì)板的下板面的結(jié)構(gòu)圖。
圖2C是本發(fā)明橫向介質(zhì)板的下板面的兩個蝶形槽共形結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明縱向介質(zhì)板右板面的結(jié)構(gòu)圖。圖3A是本發(fā)明縱向介質(zhì)板左板面的結(jié)構(gòu)圖。
圖3B是本發(fā)明縱向介質(zhì)板右板面的正視圖。圖3C是本發(fā)明縱向介質(zhì)板左板面的正視圖。圖4A是傳統(tǒng)雙導(dǎo)線折合偶極子天線。圖4B是傳統(tǒng)T型匹配天線。圖4C是本發(fā)明設(shè)計的雙層印刷的倒T型匹配天線。圖5是本發(fā)明的駐波系數(shù)仿真結(jié)果。圖6是本發(fā)明的增益仿真結(jié)果。圖7A是本發(fā)明的E面輻射方向圖仿真結(jié)果。圖7B是本發(fā)明的H面輻射方向圖仿真結(jié)果。圖中編號1.橫向介質(zhì)板；1A.上板面；1B.下板面；1C.第一弧形槽；1D.第二弧形槽；1E.第一蝶形槽；IF.第二蝶形槽；1G. A通孔；1H. B通孔；IJ. C通孔；IK. D通孔；101.第一背條；102.第二背條；103. A振子；104. B振子；111.第一半圓；112.第一梯形；113.第二半圓；114.第二梯形；115.上底；116.上底；2.縱向介質(zhì)板；2A.右板面；2B.左板面；2C.第一梯形槽；2D.第二梯形槽；201. A梯形微帶線；202. B梯形微帶線；3.反射板；4.基板；5.支撐柱；6.同軸線纜接頭。
具體實施例方式參見圖I、圖1A、圖IB所示，本發(fā)明的ー種工作于S波段和C波段的新型的低剖面雙層印刷超寬帶天線，該天線包括有橫向介質(zhì)板I、縱向介質(zhì)板2、反射板3、基板4和支撐柱5 ;下面將對各個模塊進行詳細的說明(一)橫向介質(zhì)板I參見圖I、圖1A、圖2、圖2A所示，橫向介質(zhì)板I為矩形結(jié)構(gòu)，橫向介質(zhì)板I的長記為E，寬記為D，D = 4/5XE。橫向介質(zhì)板I的上板面IA上設(shè)有第一弧形槽1C、第二弧形槽1D，且第一弧形槽IC與第二弧形槽ID結(jié)構(gòu)相同；第一弧形槽IC的兩端設(shè)有A通孔1G、B通孔IH ;第二弧形槽ID的兩端設(shè)有C通孔1J、D通孔IK ；A通孔1G、B通孔1H、C通孔IJ和D通孔IK用于實現(xiàn)振子與背條的短路連接。A通孔1G、B通孔1H、C通孔IJ和D通孔IK的直徑為O. 6mm。第一弧形槽IC與第二弧形槽ID的布局為圓共形，且第一弧形槽IC的端部與第二弧形槽ID的端部相距記為h ;共形圓的外徑記為R1，共形圓的內(nèi)徑記為R2 ;在本發(fā)明中，通孔的圓心與弧形槽端部的距離記為S。在本發(fā)明中，在第一弧形槽IC內(nèi)采用覆銅技術(shù)覆上銅材料形成第ー背條101 ;在第二弧形槽ID內(nèi)采用覆銅技術(shù)覆上銅材料形成第二背條102。在橫向介質(zhì)板I的上板面IA上設(shè)置兩個弧形槽的結(jié)構(gòu)，是有利于在槽內(nèi)采用覆銅技術(shù)覆上銅材料形成雙層印刷天線的上層，所述弧形槽的尺寸滿足下列關(guān)系R1_R2 = lmm, s = lmm, h = 4mm。參見圖IB、圖2B、圖2C所示，橫向介質(zhì)板I的下板面IB上設(shè)有第一蝶形槽1E、第ニ蝶形槽1F，且第一蝶形槽IE與第二蝶形槽IF的結(jié)構(gòu)相同；所述第一蝶形槽IE是由第一半圓111和第一梯形112構(gòu)成，第一半圓111的半徑記為R (所述R也是第一梯形112的下底寬)，第一梯形112的高記為L，第一梯形112的上底115的寬記為w ;所述第二蝶形槽IF是由第二半圓113和第二梯形114構(gòu)成，第二半圓113的半徑、記為R (所述R也是第二梯形114的下底寬)，第二梯形114的高記為L，第二梯形114的上底116的寬記為w ；第一蝶形槽IE的上底115與第二蝶形槽IF的上底116之間相距記為g ;在本發(fā)明中，第一蝶形槽IE與第二蝶形槽IF之間的間隙用于安裝縱向介質(zhì)板2的上部(即縱向介質(zhì)板2上部的厚度為g)。蝶形槽尺寸關(guān)系L = R/3, g = L/2, w = L/3 L/2。參見圖I、圖1A、圖IB所示，本發(fā)明設(shè)計的所述橫向介質(zhì)板I的上板面上設(shè)有第一背條101、第二背條102，第一背條101和第二背條102為結(jié)構(gòu)相同圓弧形段，所述圓弧形段是采用覆銅技術(shù)將銅蝕刻在橫向介質(zhì)板I上形成；所述橫向介質(zhì)板I的下板面上安裝有A振子103、B振子104 ;在本發(fā)明中，橫向介質(zhì)板I、第一背條101、第二背條102、A振子103和B振子104構(gòu)成第一天線單元；所述縱向介質(zhì)板2的一板面上安裝有A梯形微帶線201，所述縱向介質(zhì)板2的另ー板面上安裝有B梯形微帶線202 ;所述縱向介質(zhì)板2的下部焊接 在同軸線纜接頭6上。在本發(fā)明中，縱向介質(zhì)板2、A梯形微帶線201和B梯形微帶線202構(gòu)成巴倫，也是第二天線單元。在本發(fā)明中，反射板3和基板4形成第三天線單元。在本發(fā)明中，橫向介質(zhì)板I采用介電常數(shù)為2. 65的聚四氟こ烯玻璃纖維布加工。(ニ)縱向介質(zhì)板2參見圖I、圖1A、圖1B、圖3、圖3A、圖3B、圖3C所示，縱向介質(zhì)板2為矩形結(jié)構(gòu)，縱向介質(zhì)板2的長記為hi,寬記為h2,厚記為h3,且hi = R(第一半圓111的半徑)，h2
<hi ( 一般小 3 7mm), h3 = g。縱向介質(zhì)板2的右板面2A上設(shè)有第一梯形槽2C ;所述第一梯形槽2C的上底寬記為dl，下底寬記為d2 ;所述第一梯形槽2C內(nèi)采用覆銅技術(shù)覆上銅材料形成A梯形微帶線
201;所述第一梯形槽2C的深度為O. Olmm ；dl = 3/4Xh3, d2 = g。縱向介質(zhì)板2的左板面2B上設(shè)有第二梯形槽2D ;所述第二梯形槽2D的上底寬記為d3，下底寬記為d4 ;所述第二梯形槽2D內(nèi)采用覆銅技術(shù)覆上銅材料形成B梯形微帶線
202;所述第二梯形槽 2D 的深度為 O. Olmm ；d3 = 3/4Xh3, d4 = g, dl = d3, d2 = d4。在本發(fā)明中，縱向介質(zhì)板2上設(shè)計梯形槽的結(jié)構(gòu)，是有利于在槽內(nèi)采用覆銅技術(shù)覆上銅材料形成梯形微帶線。為了使設(shè)計的天線滿足S波段和C波段的工作，縱向介質(zhì)板2的長不短于18mm。在本發(fā)明中，縱向介質(zhì)板2采用介電常數(shù)為2. 65的聚四氟こ烯玻璃纖維布加工。(三)反射板3參見圖I、圖IA所示,反射板3為采用覆銅技術(shù)將銅蝕刻在基板4上方形成,反射板3厚度為O. Olmm O. lmm。橫向介質(zhì)板I的底部與反射板3的上部之間的間距18mm,這個間距正好也是縱向介質(zhì)板2的長hi。(四)基板4參見圖I、圖IA所示，基板4為矩形結(jié)構(gòu)，基板4選用FR4(玻璃纖維環(huán)氧樹脂覆銅板)材料加工。(五)支撐柱5參見圖I、圖IA所示，支撐柱5采用PVC、PC材料加工。支撐柱5的直徑為2mm。本發(fā)明設(shè)計的ー種工作于S波段和C波段的高増益、定向性、新型的雙層印刷振子天線，其結(jié)構(gòu)裝配為橫向介質(zhì)板I與反射板3之間安裝有四根支撐柱5，縱向介質(zhì)板2置于橫向介質(zhì)板I與反射板3之間的中部,反射板3置于基板4的上方。在橫向介質(zhì)板I的上板面IA上采用覆銅技術(shù)加工有兩個背條(第一背條101、第二背條102)，在橫向介質(zhì)板I的下板面IB上采用覆銅技術(shù)加工有兩個蝶形振子(A振子103、B振子104)?？v向介質(zhì)板2的兩個板面上采用覆銅技術(shù)加工有微帶線(A梯形微帶線201、B梯形微帶線202)?；?的上方采用覆銅技術(shù)加工有反射板3。在縱向介質(zhì)板2上所述采用覆銅技術(shù)加工出的微帶線，這樣縱向介質(zhì)板2與微帶線也是天線中常稱為的巴倫。本發(fā)明設(shè)計的低剖面雙層印刷超寬帶天線具有三個天線単元，即第一天線單元用于實現(xiàn)輻射電磁波，第二天線單元用于饋電的阻抗轉(zhuǎn)換，第三天線單元用于實現(xiàn)天線的定向輻射。所述第一天線單元是由第一背條101、第二背條102、A振子103和B振子104構(gòu) 成。所述第二天線單元由A梯形微帶線201、B梯形微帶線202和縱向介質(zhì)板2構(gòu)成。所述第三天線單元由反射板3和基板4構(gòu)成。采用三個天線単元，有利于天線的加工和制作。不需要任何特殊的エ藝，就能制造出性能良好的天線。在本發(fā)明中，第一天線單元的性能為圖4A所示為傳統(tǒng)雙導(dǎo)線折合偶極子，所述雙導(dǎo)線折合偶極子的長度為λ/2 (λ表示天線的工作波長)，饋端阻抗近似為300 Ω。該偶極子經(jīng)變種成為圖4Β所示的一般化形式，就能獲得在很寬范圍內(nèi)由傳輸線長度F所決定的饋端阻抗值，這種結(jié)構(gòu)稱為T型匹配天線。T型匹配天線可以看作是ー個短路傳輸線與具有很寬饋電間隙的振子并聯(lián)。短路傳輸線的長度小于四分之一波長(即λ /4)，其阻抗是感性的。通過縮短振子長度或在兩臂并聯(lián)可變電容，可引入電容來調(diào)掉電感。隨著傳輸線長度F的増加，輸入阻抗也增加，其峰值大約出現(xiàn)在傳輸線長度F是振子長度的一半?yún)肌．?dāng)傳輸線長度F進ー步増加，阻抗減小，當(dāng)傳輸線長度F等于振子長度吋，阻抗減小到等于折合振子的阻杭。所以通過調(diào)整傳輸線長度F，可以得到如圖4C所示的倒T型匹配天線，其長度僅為O. 3 λ，并且有合適的饋端阻抗值。本發(fā)明的雙層印刷天線就是ー種倒T型結(jié)構(gòu)，其中傳輸線長度F的長度近似為2父町，振子長度為2 0 +し)+8，并且有120 Ω的饋端阻抗。參見圖I、圖2Α中背條的寬度(R1-R2，即弧形槽的槽寬)會直接影響天線的阻抗帶寬。當(dāng)背條寬度減小時，頻帶變寬。但從實際加工的角度考慮，背條寬度不可能無限小，基于此，在和其它參數(shù)綜合優(yōu)化后將背條寬度定為1.0mm。另外，背條的形式也會影響天線的帶寬。仿真測試顯示，彎的背條比直的背條有更好的性能，因此本發(fā)明設(shè)計了兩個弧形背條共圓的構(gòu)形。參見圖2A中s是通孔的圓心與弧形槽端部的距離，即為過孔的位置。過孔的位置對天線的電流分布有影響，因此會間接的影響終端阻杭。為了獲得合適的阻抗和帶寬，s定為lmm。仿真測試過過孔數(shù)超過4個的情況，但是性能并無大的改善，因此從簡化設(shè)計的角度，過孔數(shù)選為4。參見圖3、圖3A、圖3B、圖3C中振子的間隙g是O. 8mm，并且這個位置要與巴倫相連。振子的端ロ寬度W的改變會影響輸入阻杭。當(dāng)W增加時，輸入阻抗會減小，但是W并不能無限增加，因為考慮到天線的尺寸限制，并且為了防止主波束的偏移，W定為O. 8mm。最后通過優(yōu)化得到120 Ω的輸入阻杭。在本發(fā)明中，第二天線單元的性能為巴倫是豎直立在反射板3上的，一面是A梯形微帶線201，另一面是B梯形微帶線202，如圖I、圖1A、圖1B、圖3、圖3A、圖3B、圖3C所示，該巴倫要實現(xiàn)從50Ω到120Ω的阻抗變換。但是還要考慮巴倫對天線性能的影響。通過與不加巴倫時的天線進行對比，發(fā)現(xiàn)天線的方向圖會受一定的影響，但只是在高頻端稍微有些偏移和裂瓣。這主要是因為巴倫上的電流輻射造成増益和方向性的不穩(wěn)定。在本發(fā)明中，第三天線單元的性能為反射板3的加入是為控制天線的方向性，并且可提高増益。由于增益和帶寬的矛盾性，即剖面高時，雖有很寬的帶寬，但增益卻很?。黄拭娴蛥?，雖有很高的増益，但帶寬卻很窄。因此為了平衡這ー矛盾，反射板的位置，也就是剖面高度的選擇要適中。經(jīng)過優(yōu)化后，剖面高度定為18_(縱向介質(zhì)板2的長)，而選擇平板反射板是因為結(jié)構(gòu)簡単，易于加工，并有利于共形安裝。本發(fā)明的ー種工作于S波段和C波段的新型的低剖面雙層印刷超寬帶天線，通過仿真測得駐波系數(shù)如圖5所示，該天線在2. SGHz 6. 2GHz的范圍內(nèi)，其駐波系數(shù)小于2，這主要得益于天線形式的設(shè)計以及剖面高度的選擇。本發(fā)明的ー種工作于S波段和C波段的新型的低剖面雙層印刷超寬帶天線，通過仿真測得增益如圖6所示，該天線在3GHz處增益達到9. 8dB,在頻段2. 8GHz 6. 2GH z范圍內(nèi)，增益大于6. 7dB。本發(fā)明的ー種工作于S波段和C波段的新型的低剖面雙層印刷超寬帶天線，通過仿真測得輻射方向圖如圖7A、圖7B所示，該天線在2. 8GHz 6. 2GHz范圍內(nèi)，有很好的定性輻射特性。雖然有巴倫結(jié)構(gòu)進行平衡饋電，但未受大的影響，只是稍有偏移和裂瓣。本發(fā)明的ー種工作于S波段和C波段的新型的低剖面雙層印刷超寬帶天線，該天線不但在2. SGHz 6. 2GHz內(nèi)駐波系數(shù)小于2，高増益，方向性穩(wěn)定，而且尺寸小，剖面低。不但有良好的抗干擾能力，而且有利于系統(tǒng)的集成化。在無線通信，衛(wèi)星通信和移動通信中具有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在干該天線包括有橫向介質(zhì)板(I)、縱向介質(zhì)板(2)、反射板(3)、基板(4)和支撐柱(5);橫向介質(zhì)板(I)的底部與反射板(3)的上部之間的間距18mm ;橫向介質(zhì)板⑴與反射板(3)之間安裝有四根支撐柱(5)，縱向介質(zhì)板(2)置于橫向介質(zhì)板⑴與反射板(3)之間的中部，反射板(3)置于基板⑷的上方； 所述橫向介質(zhì)板(I)的上板面上設(shè)有第一背條(101)、第二背條(102),第一背條(101)和第二背條(102)為結(jié)構(gòu)相同圓弧形段，所述圓弧形段是采用覆銅技術(shù)將銅蝕刻在橫向介質(zhì)板(I)上形成；所述橫向介質(zhì)板(I)的下板面上安裝有A振子(103)、B振子(104);橫向介質(zhì)板(I)、第一背條(101)、第二背條(102)、A振子(103)和B振子(104)構(gòu)成第一天線単元；所述縱向介質(zhì)板(2)的一板面上安裝有A梯形微帶線(201)，所述縱向介質(zhì)板(2)的另ー板面上安裝有B梯形微帶線(202);所述縱向介質(zhì)板(2) 的下部焊接在同軸線纜接頭(6)上；縱向介質(zhì)板(2)、A梯形微帶線(201)和B梯形微帶線(202)構(gòu)成巴倫，也是第二天線單元；反射板(3)和基板(4)形成第三天線單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在干橫向介質(zhì)板(I)的上板面(IA)上設(shè)有第一弧形槽(1C)、第二弧形槽(ID)，且第一弧形槽(IC)與第二弧形槽(ID)結(jié)構(gòu)相同；第一弧形槽(IC)的兩端設(shè)有A通孔(IG)、B通孔(IH);第二弧形槽(ID)的兩端設(shè)有C通孔(IJ)、D通孔(IK);A通孔(IG)、B通孔(IH)、C通孔(IJ)和D通孔(IK)用于實現(xiàn)振子與背條的短路連接；橫向介質(zhì)板(I)的下板面(IB)上設(shè)有第一蝶形槽(IE)、第二蝶形槽(IF)，且第一蝶形槽(IE)與第二蝶形槽(IF)的結(jié)構(gòu)相同；所述第一蝶形槽(IE)是由第一半圓(111)和第一梯形(112)構(gòu)成，所述第二蝶形槽(IF)是由第二半圓(113)和第二梯形(114)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在于縱向介質(zhì)板(2)的右板面(2A)上設(shè)有第一梯形槽(2C);所述第一梯形槽(2C)內(nèi)采用覆銅技術(shù)覆上銅材料形成A梯形微帶線(201);縱向介質(zhì)板(2)的左板面(2B)上設(shè)有第二梯形槽(2D);所述第ニ梯形槽(2D)內(nèi)采用覆銅技術(shù)覆上銅材料形成B梯形微帶線(202)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在干橫向介質(zhì)板(I)采用介電常數(shù)為2. 65的聚四氟こ烯玻璃纖維布加工。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在于縱向介質(zhì)板(2)采用介電常數(shù)為2. 65的聚四氟こ烯玻璃纖維布加工。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工作于S波段和C波段的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在于反射板(3)為采用覆銅技術(shù)將銅蝕刻在基板(4)上方形成，反射板(3)厚度為O.Olmm O. Imm0
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在于基板(4)的上方采用覆銅技術(shù)加工有反射板(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在于所述雙層印刷超寬帶天線能夠工作于S波段和C波段。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在于所述雙層印刷超寬帶天線在2. 8GHz 6. 2GHz的范圍內(nèi)，其駐波系數(shù)小于2。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在于所述雙層印刷超寬帶天線在3GHz處增益達到9. 8dB,在頻段2. 8GHz 6. 2GHz范圍內(nèi)，增益大于6. 7dB。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型的低剖面雙層印刷超寬帶天線，該天線包括有橫向介質(zhì)板、縱向介質(zhì)板、反射板、基板和支撐柱；橫向介質(zhì)板與基板之間安裝有4根支撐柱，縱向介質(zhì)板置于橫向介質(zhì)板與基板之間的中部。在橫向介質(zhì)板的上板面上采用覆銅技術(shù)加工有兩個背條，在橫向介質(zhì)板的下板面上采用覆銅技術(shù)加工有兩個蝶形振子。縱向介質(zhì)板的兩個板面上采用覆銅技術(shù)加工有巴倫?；宓纳戏讲捎酶层~技術(shù)加工有反射板。本發(fā)明天線背條與振子構(gòu)成的雙層印刷天線是折合振子的變種，是能夠工作于S波段和C波段的高增益、定向性、新型的雙層印刷振子天線，不但實現(xiàn)了小型化，而且具有很寬的頻帶和很高的增益。因此該天線具有折合振子的很多優(yōu)良特性。特別是小的結(jié)構(gòu)尺寸和超寬的工作頻帶。
文檔編號H01Q19/10GK102646859SQ201210050530
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者吳琦, 王詩然, 蘇東林 申請人:北京航空航天大學(xué)