專(zhuān)利名稱(chēng)：Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在無(wú)線(xiàn)通信中用于發(fā)送/接收無(wú)線(xiàn)電波的天線(xiàn)，尤其涉及一 種工作于Ku頻段的頻帶寬，增益高，寬頻軸比和寬角軸比的圓極化微帶天線(xiàn)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著衛(wèi)星通信、衛(wèi)星電視直播的普及與發(fā)展，Ku頻段的收/發(fā)天線(xiàn)受到了 人們更多的關(guān)注。 現(xiàn)有的Ku頻段通信天線(xiàn)，如衛(wèi)星通信、衛(wèi)星電視廣播天線(xiàn)多見(jiàn)拋物面天線(xiàn)，這種 天線(xiàn)體積較大，且不適合于移動(dòng)載體安裝。微帶天線(xiàn)由于體積小、重量輕、成本低，由微帶天 線(xiàn)構(gòu)成線(xiàn)極化天線(xiàn)陣作為衛(wèi)星信號(hào)接收天線(xiàn)資料已見(jiàn)論述。但鑒于衛(wèi)星信號(hào)與地面?zhèn)鞑ヂ?徑的不同，雨霧層和電離層的影響，傳輸損耗、極化面旋轉(zhuǎn)等因素，國(guó)際通信衛(wèi)星發(fā)射的電 波大多數(shù)為圓極化，我國(guó)發(fā)射的廣播電視直播衛(wèi)星，其電波采用圓極化。這類(lèi)電波若用線(xiàn)極 化天線(xiàn)接收，將會(huì)有3dB的能量損失，接收效果差。 由微帶天線(xiàn)構(gòu)成寬頻帶圓極化天線(xiàn)的方法，可采用正交饋電、多點(diǎn)饋電、附加相移 網(wǎng)絡(luò)、貼片曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)、PBG結(jié)構(gòu)等方法，但存在增益、帶寬、軸比等不能兼顧，或制 作工藝復(fù)雜、參數(shù)變化對(duì)天線(xiàn)性能敏感等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)以上問(wèn)題，研制一種具有頻帶寬，增益高，寬頻軸比和寬角軸比的 圓極化微帶天線(xiàn)。本實(shí)用新型采用的具體技術(shù)手段如下 —種Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，其特征在于包括銅質(zhì)背板、介質(zhì)層、輻射貼片和饋 源，所述銅質(zhì)背板貼置于介質(zhì)層基板的一側(cè)，介質(zhì)層基板的另一側(cè)布置有銅箔輻射貼片；所 述饋源與輻射貼片經(jīng)饋電枝節(jié)進(jìn)行電連接。所述輻射貼片為開(kāi)直角槽孔的圓形結(jié)構(gòu)。所 述開(kāi)直角槽孔圓形結(jié)構(gòu)輻射貼片的直徑為工作頻率中心波長(zhǎng)的0. 26倍，直角槽孔邊長(zhǎng)為 工作頻率中心波長(zhǎng)的O. 16倍，饋電枝節(jié)的長(zhǎng)度與寬度為直角槽孔邊長(zhǎng)的1/4，直角槽孔的 內(nèi)側(cè)距貼片圓心的距離為饋電枝節(jié)長(zhǎng)度的3/4 7/4，直角槽孔的寬度為直角槽孔邊長(zhǎng)的 1/8 3/8，但直角槽孔距貼片圓周的最近距離應(yīng)大于工作頻率中心波長(zhǎng)的0. 01倍，介質(zhì)基 板的長(zhǎng)度和寬度為工作頻率中心波長(zhǎng)的1/2以上。所述饋源為SMA型微波接頭。該微帶天 線(xiàn)整個(gè)天線(xiàn)的外形體積為平板方形。 本實(shí)用新型提供的圓極化微帶天線(xiàn)，通過(guò)圓形輻射貼片中施加的正交簡(jiǎn)并分離單 元直角槽孔，使天線(xiàn)中兩個(gè)簡(jiǎn)并分離模產(chǎn)生不同的諧振頻率，并產(chǎn)生相位相差90度空間極 化正交的兩個(gè)模，工作頻率在兩模中間，較好的實(shí)現(xiàn)了圓極化輻射。天線(xiàn)只采用單層介質(zhì) 板、一個(gè)貼片，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，充分體現(xiàn)了微帶貼片天線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)用新型共有6幅附圖
3[0009] 圖1是本實(shí)用新型Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的側(cè)視圖； 圖3是本實(shí)用新型Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)的駐波比曲線(xiàn)圖； 圖4是本實(shí)用新型Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)的輻射方向圖； 圖5是本實(shí)用新型Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)的頻率軸比圖； 圖6是本實(shí)用新型Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)的角度軸比圖。 圖中1、銅質(zhì)背板，2、介質(zhì)層，3、輻射貼片，4、饋電枝節(jié)，5、饋源。
具體實(shí)施方式如圖1和圖2所示，為本實(shí)用新型所提供的Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，主要由銅質(zhì) 背板1、介質(zhì)層2、輻射貼片3、槽孔4、饋電枝節(jié)5和饋源6構(gòu)成。銅質(zhì)背板1貼置于介質(zhì)層 2基板的一側(cè)，介質(zhì)層2基板的另一側(cè)布置有輻射貼片3 ;而輻射貼片3與饋電枝節(jié)5及饋 源6進(jìn)行電連接。其中輻射貼片3為開(kāi)直角槽孔4的圓形結(jié)構(gòu)的銅箔輻射貼片，饋源6為 SMA型微波接頭；另外，整個(gè)天線(xiàn)外形體積為平板方形。 本實(shí)用新型所提供的Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，開(kāi)直角槽孔圓形結(jié)構(gòu)輻射貼片3的 直徑近工作頻率中心波長(zhǎng)的1/4(為工作頻率中心波長(zhǎng)的0. 26倍)，直角槽孔邊長(zhǎng)近為貼 片直徑的2/3 (工作頻率中心波長(zhǎng)的0. 16倍)，饋電枝節(jié)5的長(zhǎng)度與寬度為直角槽孔邊長(zhǎng) 的1/4，直角槽孔4的內(nèi)側(cè)距貼片圓心的距離為饋電枝節(jié)長(zhǎng)度的3/4 7/4，直角槽孔4的 寬度為直角槽孔邊長(zhǎng)的l/8 3/8，直角槽孔4的內(nèi)側(cè)距貼片圓心的距離與直角槽孔的寬度 在所述數(shù)據(jù)范圍內(nèi)可適當(dāng)組合，但直角槽孔4距貼片3圓周的最近距離應(yīng)大于工作頻率中 心波長(zhǎng)的0. 01倍，介質(zhì)基板的長(zhǎng)度和寬度為工作頻率中心波長(zhǎng)的1/2以上。 下面列舉實(shí)例，通過(guò)試驗(yàn)得出相應(yīng)曲線(xiàn)，來(lái)對(duì)本實(shí)用新型提出的圓極化微帶天線(xiàn) 所具有的特性做進(jìn)一步說(shuō)明(以整個(gè)天線(xiàn)面積為14mmX14mm、介質(zhì)層基板的介電常數(shù)為 2. 2及基板厚度為2mm為例進(jìn)行實(shí)例說(shuō)明) 用如圖3所示為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的駐波比曲線(xiàn)圖，可以看出，其帶寬為 1.8GHz (VSWR〈 2)，相對(duì)帶寬達(dá)15%。 如圖4為本實(shí)用新型的輻射方向圖，由圖可見(jiàn)，增益達(dá)9dBi以上，該天線(xiàn)具有很好 的實(shí)用價(jià)值。 圖5是本實(shí)用新型的頻率軸比圖，可見(jiàn)3dB圓極化軸比帶寬達(dá)到了 450MHz. 圖6是本實(shí)用新型的角度軸比圖，可見(jiàn)在3dB范圍內(nèi)，角度范圍為士50度，實(shí)現(xiàn)了 寬角軸比。 由以上的數(shù)據(jù)可看出，該圓極化微帶天線(xiàn)軸比特性好、頻帶寬、增益高，尤其是結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，制作工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，適合于作為衛(wèi)星通信、衛(wèi)星電視廣播天線(xiàn)陣的輻射單元，以 及雷達(dá)、高速目標(biāo)跟蹤等天線(xiàn)陣的輻射單元，尤其是大型天線(xiàn)陣，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在工藝制 作上，易于實(shí)現(xiàn)各單元參數(shù)的一致性，從而保證天線(xiàn)陣的總體效果。 以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求一種Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，其特征在于包括銅質(zhì)背板(1)、介質(zhì)層(2)、輻射貼片(3)、槽孔(4)、饋電枝節(jié)(5)和饋源(6)；所述銅質(zhì)背板(1)貼置于介質(zhì)層(2)基板的一側(cè)，介質(zhì)層(2)基板的另一側(cè)布置有輻射貼片(3)；所述輻射貼片(3)開(kāi)有槽孔(4)且通過(guò)饋電枝節(jié)(5)與饋源(6)進(jìn)行電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，其特征在于所述輻射貼片(3)采用 銅箔輻射貼片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，其特征在于所述輻射貼片(3) 為開(kāi)直角槽孔的圓形結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，其特征在于所述開(kāi)直角槽孔圓形結(jié) 構(gòu)輻射貼片(3)的直徑為工作頻率中心波長(zhǎng)的0.26倍，直角槽孔邊長(zhǎng)為工作頻率中心波長(zhǎng) 的O. 16倍，饋電枝節(jié)(5)的長(zhǎng)度與寬度為直角槽孔邊長(zhǎng)的l/4，直角槽孔的內(nèi)側(cè)距貼片圓心 的距離為饋電枝節(jié)長(zhǎng)度的3/4 7/4，直角槽孔的寬度為直角槽孔邊長(zhǎng)的1/8 3/8，其中 直角槽孔距貼片圓周的最近距離大于工作頻率中心波長(zhǎng)的0.01倍，介質(zhì)基板的長(zhǎng)度和寬 度為工作頻率中心波長(zhǎng)的1/2以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，其特征在于所述饋電枝節(jié)(5)為金 屬貼片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，其特征在于所述饋源(6)為SMA型 微波接頭。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，其特征在于所述天線(xiàn)的外形為平板 方形。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種Ku頻段圓極化微帶天線(xiàn)，其特征在于包括銅質(zhì)背板、介質(zhì)層、輻射貼片和饋源，所述銅質(zhì)背板貼置于介質(zhì)層基板的一側(cè)，介質(zhì)層基板的另一側(cè)布置有銅箔輻射貼片；所述饋源通過(guò)饋電枝節(jié)與輻射貼片進(jìn)行電連接。所述輻射貼片為開(kāi)直角槽孔的圓形結(jié)構(gòu)。該微帶天線(xiàn)整個(gè)天線(xiàn)的外形體積近平板方形，擺放靈活，具有頻帶寬，增益高，方向性強(qiáng)，寬頻軸比和寬角軸比，制作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。適于在衛(wèi)星通信、衛(wèi)星電視廣播以及雷達(dá)、高速目標(biāo)跟蹤等技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK201508911SQ20092001323
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者常宏銘, 車(chē)仁信 申請(qǐng)人:大連交通大學(xué)