專利名稱：共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種天線，尤其是一種低交叉極化的共面波導(dǎo)LCP (液晶聚合物) 縮減尺寸單極子天線。
背景技術(shù)：
在許多應(yīng)用中，由于使用環(huán)境的限制，要求天線的尺寸小，因此需要使用縮減尺寸 天線。在縮減天線中，為了提供足夠長的電流路徑，以保證天線工作在需要的頻段，通常在 天線上電流路徑是繞來繞去，有很多轉(zhuǎn)彎。這類方法的主要問題是天線上的電流流動的方 向也不再保持一個方向，同時產(chǎn)生交叉極化輻射場的電流沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶ο沟锰炀€ 的交叉極化性能不佳，不適用于對天線交叉極化要求的一些應(yīng)用系統(tǒng)，如MIMO(多輸入多 輸出)系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型的目的是提出一種共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線， 該天線在減小天線整體尺寸的同時，還可以顯著降低天線的交叉極化。技術(shù)方案本實用新型的共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線包括單極子天線和 共面波導(dǎo)，其中單極子天線和共面波導(dǎo)制作在同一塊基板上，單極子天線包括印刷在基板 上的輸入輸出端、末端、單極子天線導(dǎo)帶，單極子天線導(dǎo)帶包括串聯(lián)連接的第一部分、第二 部分和第三部分；單極子天線導(dǎo)帶的第一部分和第三部分以發(fā)夾線的方式排列，單極子天 線導(dǎo)帶的第二部分是直線排列；在共面波導(dǎo)中，共面波導(dǎo)導(dǎo)帶的一端與共面波導(dǎo)饋電端口 連接，另一端與單極子天線中的輸入輸出端連接；單極子天線的末端是開路端；將基板卷 成一周，使基板形成一個圓筒形，使得基板上的單極子天線導(dǎo)帶的第二部分的方向與圓筒 的軸線平行。所述的基板采用液晶聚合物材料制成，或者采用其它柔性電路板材料制成。單極子天線導(dǎo)帶的第一部分和第三部分的發(fā)夾線上的相鄰導(dǎo)線之間的間距相同， 并且沿圓筒的圓周方向均勻分布。單極子天線導(dǎo)帶的第一部分和第三部分的發(fā)夾線的長導(dǎo)線的方向與單極子天線 導(dǎo)帶第二部分導(dǎo)線的方向一致，發(fā)夾線拐彎部分的短導(dǎo)線的方向與導(dǎo)帶第二部分導(dǎo)線的方 向垂直。所述的共面波導(dǎo)為該天線的饋電裝置。所述的共面波導(dǎo)的導(dǎo)帶與單極子天線導(dǎo)帶第二部分平行。單極子天線導(dǎo)帶的第一部分的一端作為單極子天線的輸入輸出端，單極子天線導(dǎo) 帶第一部分的另一端與導(dǎo)帶的第二部分的一端相連接，單極子天線導(dǎo)帶第二部分的另一端 與導(dǎo)帶的第三部分的一端相連接，導(dǎo)帶第三部分的另一端就是單極子天線的末端。單極子 天線導(dǎo)帶的第一部分和第三部分的發(fā)夾線上的相鄰導(dǎo)線之間的間距相同，并且沿圓筒的圓 周方向均勻分布。[0011]在單極子天線導(dǎo)帶的第二部分的導(dǎo)線，只有一個方向的電流，其產(chǎn)生主輻射場分 量，發(fā)夾線上的相鄰兩條長導(dǎo)線上的電流方向相反，因此相鄰兩條導(dǎo)線上的電流的輻射場 基本上抵消，由于導(dǎo)帶的第一和第三部分都有奇數(shù)條導(dǎo)線，因此抵消后各有一條導(dǎo)線上電 流的輻射場不能被抵消，這兩條線上的電流也將產(chǎn)生主輻射場分量，在導(dǎo)帶第一和第三部 分發(fā)夾線的拐彎部分短導(dǎo)線上的電流，其產(chǎn)生的輻射場是交叉極化分量，由于基板被卷成 一個圓筒形狀，這樣導(dǎo)帶第一和第三部分發(fā)夾線拐彎部分的電流就等效為四個由短導(dǎo)線組 成的圓環(huán)，由于在一個圓周上電流的方向都是相互抵消的，因而這些拐彎部分電流在交叉 極化方向的輻射場就會減小，整個共面波導(dǎo)LCP縮減尺寸單極子天線的交叉極化就減小。有益效果本實用新型的有益效果是，大幅度減小了共面波導(dǎo)LCP縮減尺寸單極 子天線的交叉極化，而且由于饋電的共面波導(dǎo)和單極子天線是制作在同一塊印刷電路板上 并卷成一個圓筒形，是的整個天線體積和尺寸更加緊湊。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中有單極子天線1、共面波導(dǎo)2、共面波導(dǎo)導(dǎo)帶3、共面波導(dǎo)饋電端口 4、輸入輸 出端5、末端6、基板7、單極子天線導(dǎo)帶8、第一部分9、第二部分10、第三部分11、導(dǎo)帶的拐 彎部分12。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。本實用新型所采用的實施方案是共面波導(dǎo)LCP圓筒單極子天線由單極子天線和 共面波導(dǎo)組成，其中單極子天線和共面波導(dǎo)制作在同一塊基板上，共面波導(dǎo)導(dǎo)帶的一端 是共面波導(dǎo)的饋電端口，共面波導(dǎo)導(dǎo)帶的另一端和單極子天線的輸入輸出端口連接；單極 子天線的末端是開路端?；宓囊幻鏇]有金屬，基板的另一面上印刷了共面波導(dǎo)和單極子 天線的導(dǎo)帶，單極子天線的導(dǎo)帶作為單極子天線上的電流流動的路徑；整個單極子天線導(dǎo) 帶可分為三個部分，導(dǎo)帶的第一部分以發(fā)夾線的方式排列，導(dǎo)帶第一部分的一端作為單極 子天線的輸入輸出端，導(dǎo)帶第一部分的另一端與導(dǎo)帶的第二部分相連接，導(dǎo)帶的第二部分 的形式為直線，導(dǎo)帶第二部分的一端與導(dǎo)帶的第一部分相連接，導(dǎo)帶第二部分的另一端與 導(dǎo)帶的第三部分相連接，導(dǎo)帶的第三部分也是以發(fā)夾線的方式排列，導(dǎo)帶第三部分的一端 與導(dǎo)帶第二部分相連接，導(dǎo)帶第三部分的另一端為單極子天線的末端。在導(dǎo)帶第二部分的 導(dǎo)線是一條直線，在導(dǎo)帶的第一和第三部分，是發(fā)夾線形式，發(fā)夾線的長導(dǎo)線的方向與導(dǎo)帶 第二部分導(dǎo)線的方向一致，發(fā)夾線拐彎部分的短導(dǎo)線的方向與導(dǎo)帶第二部分導(dǎo)線的方向垂 直。整個基板采用LCP材料制成，由于LCP是柔性材料，可以把基板卷成一周，使基板形成 一個圓筒形，使得單極子天線導(dǎo)帶的第二部分上的電流方向與圓筒的軸線平行，導(dǎo)帶的第 一部分和第三部分的發(fā)夾線上的相鄰導(dǎo)線之間的間距相同，并且沿圓筒的圓周方向均勻分 布。在單極子天線導(dǎo)帶的第二部分的導(dǎo)線，只有一個方向的電流，其產(chǎn)生主輻射場分量，發(fā) 夾線上的相鄰兩條長導(dǎo)線上的電流方向相反，因此相鄰兩條導(dǎo)線上的電流的輻射場基本上 抵消，由于單極子天線導(dǎo)帶的第一和第三部分都有奇數(shù)條導(dǎo)線，因此抵消后各有一條導(dǎo)線 上電流的輻射場不能被抵消，且電流同相，這兩條線上的電流也將產(chǎn)生主輻射場分量，在單極子天線導(dǎo)帶第一和第三部分發(fā)夾線的拐彎部分短導(dǎo)線上的電流，其產(chǎn)生的輻射場是交叉 極化分量，由于基板被卷成一個圓筒形狀，這樣導(dǎo)帶第一和第三部分發(fā)夾線拐彎部分的電 流就等效為四個由短導(dǎo)線組成的圓環(huán)，由于在一個圓周上電流的方向都是相互抵消的，因 而這些拐彎部分電流在交叉極化方向的輻射場就會減小，整個共面波導(dǎo)LCP圓筒單極子天 線的交叉極化就減小。在結(jié)構(gòu)上，本實用新型的共面波導(dǎo)LCP圓筒單極子天線由單極子天線和共面波導(dǎo) 組成，其中共面波導(dǎo)導(dǎo)帶的一端和共面波導(dǎo)饋電端口連接，共面波導(dǎo)的導(dǎo)帶的另一端和單 極子天線的輸入輸出端連接；單極子天線的末端是開路端。單極子天線制作在一個整塊基 板上，基板的一面沒有金屬，基板的另一面上印刷了共面波導(dǎo)和單極子天線的導(dǎo)帶，單極子 天線的導(dǎo)帶作為單極子天線上的電流流動的路徑；整個單極子天線導(dǎo)帶可分為三個部分， 單極子天線導(dǎo)帶的第一部分以發(fā)夾線的方式排列，單極子天線導(dǎo)帶第一部分的一端作為單 極子天線的輸入輸出端，單極子天線導(dǎo)帶第一部分的另一端與導(dǎo)帶的第二部分相連接；單 極子天線導(dǎo)帶的第二部分的形式為直線，單極子天線導(dǎo)帶第二部分的一端與導(dǎo)帶的第一部 分相連接，單極子天線導(dǎo)帶第二部分的另一端與導(dǎo)帶的第三部分相連接；單極子天線導(dǎo)帶 的第三部分也是以發(fā)夾線的方式排列，導(dǎo)帶第三部分的一端與導(dǎo)帶第二部分相連接，單極 子天線導(dǎo)帶第三部分的另一端就是單極子天線的末端。單極子天線導(dǎo)帶第二部分的導(dǎo)線是 一條直線，在單極子天線導(dǎo)帶的第一部分和第三部分，是發(fā)夾線形式，發(fā)夾線的長導(dǎo)線的方 向與單極子天線導(dǎo)帶第二部分導(dǎo)線的方向一致，發(fā)夾線拐彎部分的短導(dǎo)線的方向與導(dǎo)帶第 二部分導(dǎo)線的方向垂直。整個基板被卷成一周，使基板形成一個圓筒形，使得基板上的單極 子天線導(dǎo)帶的第二部分上的電流方向與圓筒的軸線平行，單極子天線導(dǎo)帶的第一部分和第 三部分的發(fā)夾線上的相鄰導(dǎo)線之間的間距相同，并且沿圓筒的圓周方向均勻分布。在制造上，單極子天線和共面波導(dǎo)都制作在同一塊基板上，基板材料是LCP，或其 它柔性電路板材料；可以采用通常的印刷電路板工藝制作基板上的金屬圖形；為減小損 耗，在基板的金屬上可以鍍金；可根據(jù)天線的工作頻率，確定單極子天線導(dǎo)帶的總長度；可 根據(jù)使用要求，確定單極子天線導(dǎo)帶第一部分和第三部分的發(fā)夾線拐彎的個數(shù)，拐彎越多， 越利于減小整個天線的高度；在基板被卷成一個圓筒形后，可使用非金屬材料把形狀固定 住。根據(jù)以上所述，便可實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求一種共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線，其特征在于該天線包括單極子天線(1)和共面波導(dǎo)(2)，其中單極子天線(1)和共面波導(dǎo)(2)制作在同一塊基板(7)上，單極子天線(1)包括印刷在基板(7)上的輸入輸出端(5)、末端(6)、單極子天線導(dǎo)帶(8)，單極子天線導(dǎo)帶(8)包括串聯(lián)連接的第一部分(9)、第二部分(10)和第三部分(11)；單極子天線導(dǎo)帶(8)的第一部分(9)和第三部分(11)以發(fā)夾線的方式排列，單極子天線導(dǎo)帶(8)的第二部分(10)是直線排列；在共面波導(dǎo)(2)中，共面波導(dǎo)導(dǎo)帶(3)的一端與共面波導(dǎo)饋電端口(4)連接，另一端與單極子天線(1)中的輸入輸出端(5)連接；單極子天線(1)的末端(6)是開路端；將基板(7)卷成一周，使基板(7)形成一個圓筒形，使得基板(7)上的單極子天線導(dǎo)帶(8)的第二部分(10)的方向與圓筒的軸線平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線，其特征在于所述的基 板(7)采用液晶聚合物材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線，其特征在于單極子天 線導(dǎo)帶⑶的第一部分(9)和第三部分(11)的發(fā)夾線上的相鄰導(dǎo)線之間的間距相同，并且 沿圓筒的圓周方向均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線，其特征在于單極子天 線導(dǎo)帶(8)的第一部分(9)和第三部分(11)的發(fā)夾線的長導(dǎo)線的方向與單極子天線導(dǎo)帶 (8)第二部分(10)導(dǎo)線的方向一致，發(fā)夾線拐彎部分的短導(dǎo)線(12)的方向與導(dǎo)帶(8)第二 部分(10)導(dǎo)線的方向垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線，其特征在于所述的共 面波導(dǎo)(2)為該天線的饋電裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線，其特征在于所述 的共面波導(dǎo)(2)的導(dǎo)帶(3)與單極子天線導(dǎo)帶第二部分(10)平行。
專利摘要共面波導(dǎo)液晶聚合物圓筒單極子天線涉及一種可以大幅度減小天線尺寸，而且還可以抑制天線的交叉極化分量的天線，該天線包括單極子天線(1)和共面波導(dǎo)(2)，單極子天線(1)包括印刷在基板(7)上的輸入輸出端(5)、末端(6)、單極子天線導(dǎo)帶(8)，單極子天線導(dǎo)帶(8)的第一部分(9)和第三部分(11)以發(fā)夾線的方式排列，單極子天線導(dǎo)帶的第一部分(10)是直線；共面波導(dǎo)(2)中共面波導(dǎo)導(dǎo)帶(3)的一端與共面波導(dǎo)饋電端口(4)連接，另一端與單極子天線中的輸入輸出端(5)連接；單極子天線的末端(6)是開路端；將基板(7)卷成一周，使基板(7)形成一個圓筒形，使得基板上的單極子天線導(dǎo)帶的第二部分(10)的方向與圓筒的軸線平行。
文檔編號H01Q13/08GK201699128SQ20102012621
公開日2011年1月5日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者嚴(yán)偉, 孫兆鵬, 殷曉星, 趙洪新 申請人:東南大學(xué);中國電子科技集團公司第十四研究所