低軸比的寬帶圓極化微帶天線的制作方法
【專利摘要】低軸比的寬帶圓極化微帶天線，它涉及一種帶圓極化微帶天線，具體涉及一種低軸比的寬帶圓極化微帶天線。本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)微帶圓極化天線頻帶窄，軸比特性不好的問題。本發(fā)明的第一上層金屬帶條沿介質(zhì)板正面一側(cè)邊緣印刷，第三上層金屬帶條沿介質(zhì)板正面另一側(cè)邊緣印刷，第二上層金屬帶條沿介質(zhì)板上邊緣印刷，第四上層金屬帶條印刷在介質(zhì)板正面的下部，第五上層金屬帶條印刷在間隙內(nèi)，第六上層金屬帶條印刷在介質(zhì)板正面的中部，第七上層金屬帶條印刷在介質(zhì)板正面上第六上層金屬帶條的上方，第八上層金屬帶條印刷在介質(zhì)板正面上第六上層金屬帶條的下方，下層金屬帶條印刷在介質(zhì)板背面的底部。本發(fā)明用于無線電通信領(lǐng)域。
【專利說明】低軸比的寬帶圓極化微帶天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶圓極化微帶天線，具體涉及一種低軸比的寬帶圓極化微帶天線，屬于無線電通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的快速發(fā)展和無線電設(shè)備應(yīng)用場合的日益擴展，天線作為一種能量轉(zhuǎn)化和定向輻射和接收電磁波的設(shè)備，已受到了人們廣泛關(guān)注和深入研究。天線作為無線通信設(shè)備的前端部件，對通信系統(tǒng)性能的優(yōu)劣起著至關(guān)重要的作用。因此設(shè)計出能夠滿足目前多樣化通信系統(tǒng)特定要求的高性能天線具有十分重要的應(yīng)用價值。自1953年G.A.Deschamps提出微帶福射器的概念后，由于微波集成技術(shù)的發(fā)展和空間技術(shù)對低剖面天線的迫切需求，直到1972年，R.E.Munson和J.Q.Howell等研究者制成了第一批實際的微帶天線。由于微帶天線具有剖面薄、體積小、重量輕、平面結(jié)構(gòu)、可共形、易集成、功能多樣化等一系列頗具特色的優(yōu)點。近年來其應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛，不僅在衛(wèi)星通信、多普勒雷達、導(dǎo)彈遙測及武器引信等眾多軍事領(lǐng)域，目前也大量地應(yīng)用在現(xiàn)代移動通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、電視廣播、生物醫(yī)學(xué)等民用領(lǐng)域。圓極化天線較線極化天線有諸多優(yōu)點:旋向正交性，接收任意極化來波，其輻射波也可由任意極化天線接收；圓極化波入射到對稱目標(biāo)，反射波反旋等。因此采用圓極化波工作的雷達具有抑制雨霧干擾的能力。因為水滴近似呈球形，對圓極化波的反射是反旋的，而雷達目標(biāo)(如飛機、導(dǎo)彈等)一般是非簡單對稱體，它對于圓極化波的反射波是橢圓極化波，具有相同旋向的圓極化成分。因此，圓極化天線已經(jīng)在電子偵察和干擾領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。這都使得圓極化天線的研究意義更加明顯。目前對微帶圓極化天線的研究已經(jīng)日趨成熟，隨著無線電技術(shù)的發(fā)展，微帶圓極化天線的各項性能指標(biāo)也變得日趨嚴格。從便攜性、經(jīng)濟性、減小RCS以及EMC特性等角度考慮，往往期望可以僅采用一副天線獲得多副天線的功能，而圓極化天線具有較強的抗干擾能力，因而收發(fā)一體雙圓極化天線的研究意義非常重大，可廣泛應(yīng)用于電子偵查和干擾、電子對抗、無線通信、全球定位等領(lǐng)域。微帶圓極化天線由于結(jié)合了微帶天線和圓極化天線二者的優(yōu)點及特性，因此被廣泛應(yīng)用于無線應(yīng)用，如:測量、通信、衛(wèi)星、航天、全球定位系統(tǒng)和RFID系統(tǒng)等衛(wèi)星通信、遙控、遙測技術(shù)的發(fā)展，雷達應(yīng)用范圍的擴大以及對高速目標(biāo)在各種極化方式和氣候條件下跟蹤測量的需要，單一極化方式已很難滿足要求，圓極化天線的應(yīng)用就顯得十分重要。由于微帶天線容易實現(xiàn)圓極化、雙頻段、雙極化等多樣化功能。因此對微帶天線實現(xiàn)圓極化輻射這個課題的研究有著十分重大的意義。圓極化天線在無線電領(lǐng)域，特別是航天飛行器中都有重要的作用。由于飛行器姿態(tài)不固定，其通訊測控設(shè)備都要求天線輻射圓極化波，同時保證重量輕、成本低、易共形。圓極化微帶天線在具有一系列優(yōu)點的同時，也存在一些缺點，圓極化微帶天線由于帶寬較窄，其相對帶寬一般只有0.7%-7%，因而在實際應(yīng)用中受到了 一定的限制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明為解決傳統(tǒng)微帶圓極化天線頻帶窄，軸比特性不好的問題，進而提出低軸比的寬帶圓極化微帶天線。
[0004]本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括介質(zhì)板、第一上層金屬帶條、第二上層金屬帶條、第三上層金屬帶條、第四上層金屬帶條、第五上層金屬帶條、第六上層金屬帶條、第七上層金屬帶條、第八上層金屬帶條和下層金屬帶條，介質(zhì)板為矩形板體，第一上層金屬帶條沿介質(zhì)板正面一側(cè)邊緣印刷，且第一上層金屬帶條的上端與介質(zhì)板正面的上邊緣連接，第三上層金屬帶條沿介質(zhì)板正面另一側(cè)邊緣印刷，且第三上層金屬帶條的上端與介質(zhì)板正面的上邊緣連接，第二上層金屬帶條沿介質(zhì)板上邊緣印刷，且第三上層金屬帶條位于第一上層金屬帶條與第三上層金屬帶條之間，第四上層金屬帶條印刷在介質(zhì)板正面的下部，且第四上層金屬帶條沿長度方向中心線與介質(zhì)板正面的下邊緣平行，第四上層金屬帶條的一端與第一上層金屬帶條的下端連接，第四上層金屬帶條的另一端與第三上層金屬帶條的下端之間留有間隙，第五上層金屬帶條印刷在間隙內(nèi)，且第五上層金屬帶條的下端與介質(zhì)板正面的底邊連接，第六上層金屬帶條印刷在介質(zhì)板正面的中部，且第六上層金屬帶條沿長度方向的中心線與第四上層金屬帶條沿長度方向的中心線平行，第六上層金屬帶條的一端與第五上層金屬帶條的上端連接，第七上層金屬帶條印刷在介質(zhì)板正面上第六上層金屬帶條的上方，且第七上層金屬帶條沿長度方向的中心線與第六上層金屬帶條沿長度方向的中心線垂直，第八上層金屬帶條印刷在介質(zhì)板正面上第六上層金屬帶條的下方，且第八上層金屬帶條沿長度方向的中心線與第六上層金屬帶條沿長度方向的中心線垂直，下層金屬帶條為矩形，下層金屬帶條印刷在介質(zhì)板背面的底部，且下層金屬帶條的一側(cè)邊與介質(zhì)板的一側(cè)邊緣連接，下層金屬帶條的底邊與介質(zhì)板背面的底邊連接。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過在L形帶條上引入分支結(jié)構(gòu)達到調(diào)節(jié)圓極化軸比的目的，拓寬了其使用范圍，也達到了天線的小型化的目的，本發(fā)明減小了地板尺寸，達到雙向輻射的作用，增加天線的適用情況。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)的圓極化天線相比，具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單、帶寬較寬的優(yōu)點，更為重要的是，本發(fā)明的軸比極低，具有優(yōu)異的圓極化特性，因此能夠作為收發(fā)一體天線廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中，特別是在無線通信的終端接收機中有很好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的阻抗帶寬可以達到1.95GHz-2.46GHz，在此范圍內(nèi)Sll小于-10dB。同時，在此范圍內(nèi)軸比小于1.5dB。并且在絕大多數(shù)頻點處的軸比是小于ldB。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的正面示意圖，圖2是本發(fā)明的背面示意圖，圖3是天線的S參數(shù)示意圖，
[0007]圖4是天線在1.96GHz時天線的軸比示意圖；圖5為天線在2.0GHz時天線的軸比示意圖；
[0008]圖6為天線在2.1GHz時天線的軸比示意圖；圖7為天線在2.2GHz時天線的軸比示意圖；
[0009]圖8為天線在2.3GHz時天線的軸比示意圖；圖9為天線在2.46GHz時天線的軸比示意圖；
[0010]圖10為天線在2.2GHz，中心頻點的方向圖。【具體實施方式】
[0011]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1至圖10說明本實施方式，本實施方式所述低軸比的寬帶圓極化微帶天線包括介質(zhì)板1、第一上層金屬帶條2、第二上層金屬帶條3、第三上層金屬帶條4、第四上層金屬帶條5、第五上層金屬帶條6、第六上層金屬帶條7、第七上層金屬帶條
8、第八上層金屬帶條9和下層金屬帶條10，介質(zhì)板I為矩形板體，第一上層金屬帶條2沿介質(zhì)板I正面一側(cè)邊緣印刷，且第一上層金屬帶條2的上端與介質(zhì)板I正面的上邊緣連接，第三上層金屬帶條4沿介質(zhì)板I正面另一側(cè)邊緣印刷，且第三上層金屬帶條2的上端與介質(zhì)板I正面的上邊緣連接，第二上層金屬帶條3沿介質(zhì)板I上邊緣印刷，且第三上層金屬帶條3位于第一上層金屬帶條2與第三上層金屬帶條4之間，第四上層金屬帶條5印刷在介質(zhì)板I正面的下部，且第四上層金屬帶條5沿長度方向中心線與介質(zhì)板I正面的下邊緣平行，第四上層金屬帶條5的一端與第一上層金屬帶條2的下端連接，第四上層金屬帶條5的另一端與第三上層金屬帶條4的下端之間留有間隙11，第五上層金屬帶條6印刷在間隙12內(nèi)，且第五上層金屬帶條6的下端與介質(zhì)板I正面的底邊連接，第六上層金屬帶條7印刷在介質(zhì)板I正面的中部，且第六上層金屬帶條7沿長度方向的中心線與第四上層金屬帶條5沿長度方向的中心線平行，第六上層金屬帶條7的一端與第五上層金屬帶條6的上端連接，第七上層金屬帶條8印刷在介質(zhì)板I正面上第六上層金屬帶條7的上方，且第七上層金屬帶條8沿長度方向的中心線與第六上層金屬帶條7沿長度方向的中心線垂直，第八上層金屬帶條9印刷在介質(zhì)板I正面上第六上層金屬帶條7的下方，且第八上層金屬帶條9沿長度方向的中心線與第六上層金屬帶條7沿長度方向的中心線垂直，下層金屬帶條10為矩形，下層金屬帶條10印刷在介質(zhì)板I背面的底部，且下層金屬帶條10的一側(cè)邊與介質(zhì)板I的一側(cè)邊緣連接，下層金屬帶條10的底邊與介質(zhì)板I背面的底邊連接。
[0012]本實施方式中天線的饋電部分使用50 Ω共面波導(dǎo)饋電。
[0013]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述低軸比的寬帶圓極化微帶天線的介質(zhì)板I的厚度為1.5mm,介質(zhì)板I的介電常數(shù)為4.4。
[0014]本實施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，可以是天線的制作成本很低，便于實際中的應(yīng)用。我們可以直接選擇FR4板制作天線。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0015]【具體實施方式】三:結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述低軸比的寬帶圓極化微帶天線的第一上層金屬帶條2、第二上層金屬帶條3、第三上層金屬帶條4、第四上層金屬帶條5、第五上層金屬帶條6、第六上層金屬帶條7、第七上層金屬帶條8、第八上層金屬帶條9、下層金屬帶條10的厚度均為0.1mm,第一上層金屬帶條2的長度為62.8mm,第一上層金屬帶條2的寬度為5.45mm,第二上層金屬帶條3的長度為62.8mm,第二上層金屬帶條3的寬度為5.45mm，第三上層金屬帶條4的長度為，第三上層金屬帶條4的寬度為，第四上層金屬帶條5的長度為62.8mm,第四上層金屬帶條5的寬度為5.45mm,第五上層金屬帶條6的長度為36.45mm,第五上層金屬帶條6的寬度為3.17mm,第六上層金屬帶條7的長度為24臟，第六上層金屬帶條7的寬度為3.17mm,第七上層金屬帶條8的長度為15.7mm,第七上層金屬帶條8的寬度為3.17mm,第八上層金屬帶條9的長度為15.7mm,第八上層金屬帶條9的寬度為3.17mm,下層金屬帶條10的長度為252.8mm,下層金屬帶條10的寬度為
15.45mm。
[0016]本實施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，如此設(shè)置，能夠使天線的圓極化性能達到最優(yōu)，可以保證軸比盡量小，圓極化帶寬盡量寬。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】四:結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述低軸比的寬帶圓極化微帶天線的第一上層金屬帶條2的下端與介質(zhì)板I正面底邊之間的距離LI為10mm，第四上層金屬帶條5的另一端與第五上層金屬帶條6之間距離L2為1mm，第六上層金屬帶條7與第四上層金屬帶條5之間的距離L3為18mm，第七上層金屬帶條8與第六上層金屬帶條7另一端之間的距離L4為13.2mm。
[0018]本實施方式的技術(shù)效果是:如此設(shè)置，同樣是為了保證圓極化的性能能夠很好的實現(xiàn)。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二或三相同。
【權(quán)利要求】
1.低軸比的寬帶圓極化微帶天線，其特征在于:所述低軸比的寬帶圓極化微帶天線包括介質(zhì)板(I)、第一上層金屬帶條(2)、第二上層金屬帶條(3)、第三上層金屬帶條(4)、第四上層金屬帶條(5)、第五上層金屬帶條(6)、第六上層金屬帶條(7)、第七上層金屬帶條(8)、第八上層金屬帶條(9)和下層金屬帶條(10)，介質(zhì)板(I)為矩形板體，第一上層金屬帶條(2 )沿介質(zhì)板(I)正面一側(cè)邊緣印刷，且第一上層金屬帶條(2 )的上端與介質(zhì)板(I)正面的上邊緣連接，第三上層金屬帶條(4)沿介質(zhì)板(I)正面另一側(cè)邊緣印刷，且第三上層金屬帶條(2)的上端與介質(zhì)板(I)正面的上邊緣連接，第二上層金屬帶條(3)沿介質(zhì)板(I)上邊緣印刷，且第三上層金屬帶條(3)位于第一上層金屬帶條(2)與第三上層金屬帶條(4)之間，第四上層金屬帶條(5)印刷在介質(zhì)板(I)正面的下部，且第四上層金屬帶條(5)沿長度方向中心線與介質(zhì)板(I)正面的下邊緣平行，第四上層金屬帶條(5)的一端與第一上層金屬帶條(2)的下端連接，第四上層金屬帶條(5)的另一端與第三上層金屬帶條(4)的下端之間留有間隙(11)，第五上層金屬帶條(6)印刷在間隙(12)內(nèi)，且第五上層金屬帶條(6)的下端與介質(zhì)板(I)正面的底邊連接，第六上層金屬帶條(7)印刷在介質(zhì)板(I)正面的中部，且第六上層金屬帶條(7)沿長度方向的中心線與第四上層金屬帶條(5)沿長度方向的中心線平行，第六上層金屬帶條(7)的一端與第五上層金屬帶條(6)的上端連接，第七上層金屬帶條(8)印刷在介質(zhì)板(I)正面上第六上層金屬帶條(7)的上方，且第七上層金屬帶條(8)沿長度方向的中心線與第六上層金屬帶條(7)沿長度方向的中心線垂直，第八上層金屬帶條(9)印刷在介質(zhì)板(I)正面上第六上層金屬帶條(7)的下方，且第八上層金屬帶條(9)沿長度方向的中心線與第六上層金屬帶條(7)沿長度方向的中心線垂直，下層金屬帶條(10)為矩形，下層金屬帶條(10)印刷在介質(zhì)板(I)背面的底部，且下層金屬帶條(10)的一側(cè)邊與介質(zhì)板(I)的一側(cè)邊緣連接，下層金屬帶條(10)的底邊與介質(zhì)板(I)背面的底邊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低軸比的寬帶圓極化微帶天線，其特征在于:介質(zhì)板(I)的厚度為1.5mm,介質(zhì)板(I)的介電常數(shù)為4.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述低軸比的寬帶圓極化微帶天線，其特征在于:第一上層金屬帶條(2)、第二上層金屬帶條(3)、第三上層金屬帶條(4)、第四上層金屬帶條(5)、第五上層金屬帶條(6)、第六上層金屬帶條(7)、第七上層金屬帶條(8)、第八上層金屬帶條(9)、下層金屬帶條(10)的厚度均為0.1mm,第一上層金屬帶條(2)的長度為62.8mm,第一上層金屬帶條(2)的寬度為5.45mm，第二上層金屬帶條(3)的長度為62.8mm，第二上層金屬帶條(3)的寬度為5.45mm，第三上層金屬帶條(4)的長度為，第三上層金屬帶條(4)的寬度為，第四上層金屬帶條(5)的長度為62.8mm,第四上層金屬帶條(5)的寬度為5.45mm,第五上層金屬帶條(6)的長度為36.45mm,第五上層金屬帶條(6)的寬度為3.17mm,第六上層金屬帶條(7)的長度為24mm，第六上層金屬帶條(7)的寬度為3.17mm，第七上層金屬帶條(8)的長度為15.7mm，第七上層金屬帶條(8)的寬度為3.17mm，第八上層金屬帶條(9)的長度為15.7mm,第八上層金屬帶條(9)的寬度為3.17mm,下層金屬帶條(10)的長度為252.8mm,下層金屬帶條(10)的寬度為15.45mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述低軸比的寬帶圓極化微帶天線，其特征在于:第一上層金屬帶條(2)的下端與介質(zhì)板(I)正面底邊之間的距離(LI)為10mm，第四上層金屬帶條(5)的另一端與第五上層金屬帶條(6)之間距離(L2)為1mm，第六上層金屬帶條(7)與第四上層金屬帶條(5)之間的距離(L3)為18mm,第七上層金屬帶條(8)與第六上層金屬帶條(7)另一端之間的 距離(L4)為13.2mm。
【文檔編號】H01Q1/38GK103647155SQ201410005288
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】祁嘉然, 韓崇志, 林澍, 邱景輝, 羅曉, 特尼格爾 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)