一种新型S/C双波段通信阵列天线制造技术

本发明专利技术涉及一种将S波段贴片天线与C波段贴片天线共口径层叠放置于不同层的印制板的上表面，通过适当延长馈线的长度对未层叠的C波段贴片进行相位补偿，使得C波段贴片天线和未层叠的C波段贴片的馈电相位高度一致，在C波段形成性能良好的阵列方向图。S/C双波段馈电功分网络馈线置于两个印制板之间，形成结构紧凑的带状线功分网络，通过带状线到微带线转化结构将馈线的能量传输给S波段贴片天线、C波段贴片天线和未层叠的C波段贴片，实现带状线到微带线的低插损平稳转换。该设计剖面很低、结构十分紧凑，在有效尺寸面积内形成S/C双波段高增益的阵列方向图特性。

A new type of S/C dual band communication array antenna

【技术实现步骤摘要】
一种新型S/C双波段通信阵列天线
本专利技术属于天线
，提出了一种新型S/C双波段通信阵列天线。该专利技术针对传统的S/C双波段阵列天线口径利用率较低、成本较高等缺点，提出了一种新型S/C双波段通信阵列天线。非常适合于无线通信等领域的应用。
技术介绍
随着无线通信技术的迅猛发展，对天线的要求也越来越多。天线设计在保证性能的情况下还必须兼顾到产品的成本和外观，因此具有体积小、重量轻、易于加工和集成度高等优点的天线越来越受到市场的重视。微带天线因其重量轻、体积小、低剖面、低成本、易集成、易加工等优点，已经得到了深入的研究并广泛应用于无限通信领域。S/C波段作为无线通信天线的两个常用波段，传统的S/C双波段通信阵列天线单独组阵，口面利用率低，且阵列剖面较大，不易于集成设计。针对这些缺点，本专利技术提出一种新型S/C双波段通信阵列天线的设计方法。该新型阵列天线具有低成本、低剖面、结构十分紧凑、高增益、方向图特性优良等特点。将此新型S/C双波段通信阵列天线应用到无线通信中，能够大大提高通信质量，从而提升通信系统的整体性能。非常适合于无线通信等领域的应用。
技术实现思路
要解决的技术问题出于成本考虑，通信天线一般采用微带形式。传统的S/C双波段通信微带阵列天线的两个频段单独组阵，阵列剖面较大，口面利用率低，因此增益较低，若提高增益则需要增大阵列口面面积，不易于小型化与集成化设计。为了解决上述传统S/C双波段通信阵列天线的缺点，提出一种新型S/C双波段通信阵列天线的设计方法。本专利技术应用共形设计理念，将S/C波段的天线共形集成于微带板之上，解决了传统S/C双波段通信阵列天线口面利用率低的缺点，具有低成本、低剖面、结构十分紧凑、高增益、方向图特性优良等特点，非常适合于无线通信等领域的应用。技术方案一种新型S/C双波段通信阵列天线，其特征在于从上之下依次包括第一印制板、第二印制板、第三印制板和第四印制板；S波段贴片天线与C波段贴片天线共口径层叠分别放置于第二印制板、第一印制板的上表面，在第一印制板上还设有未层叠的C波段贴片天线，通过调节未层叠的C波段贴片天线的馈线长度对未层叠的C波段贴片天线进行相位补偿，使得C波段贴片天线、未层叠的C波段贴片天线的馈电相位一致；S/C双波段馈电功分网络馈线位于第三印制板和第四印制板之间，在馈电端口处设有转换结构，所述的转换结构包括探针、在地板上设有的开槽圆孔和位于第一印制板、第四印制板上的空气匹配腔体，探针一端与S/C双波段馈电功分网络馈线相连，另一端与S波段贴片天线、C波段贴片天线和未层叠的C波段贴片天线相连，通过调节地板开槽圆孔的直径以及介质板层空气匹配腔体的尺寸，使得带状线到微带线的低插损平稳转换。所述的第一印制板的厚度h1＝1mm，第二印制板的厚度h2＝3mm，介电常数均为er＝2.65。所述的第三印制板和第四印制板的厚度h3＝h4＝0.5mm，介电常数er＝2.65。有益效果本专利技术提出的一种新型S/C双波段通信阵列天线，与现有技术相比，具有如下技术效果：1.高增益：本设计S/C双波段通信阵列天线基于共形设计理念，在330mm×70mm的尺寸内，S波段4单元阵列天线的频带内增益高达12.5dB，C波段8单元阵列天线的带内增益高达16.5dB，相比于传统形式，增益提高近3dB。2.低损耗、结构紧凑：S/C双波段阵列天线印制板紧贴，S波段贴片不仅作为辐射贴片，且作为C波段贴片的金属地，馈电层采用双层微带版压接而成的密闭紧凑结构形成带状线功分馈电网络，并通过特殊转换结构，实现带状线到微带线的低插损平稳转换，从而实现馈电网络的低插损馈电。四层印制板层叠放置，通过塑料螺钉压接固定，具有低成本、低剖面、结构十分紧凑等特点。附图说明图1为新型S/C双波段通信阵列天线正视图图2为带状线—微带线转换结构模型图图3为新型S/C双波段通信阵列天线侧视图图4为S波段阵列天线的驻波曲线图5为S波段阵列天线的高、中、低频点方向图图6为C波段阵列天线的驻波曲线图7为C波段阵列天线的高、中、低频点方向图1-第一印制板、2-第二印制板、3-第三印制板、4-第四印制板、5-S波段贴片天线、6-C波段贴片天线、7-未层叠的C波段贴片天线、8-馈线、9-S/C双波段馈电功分网络馈线、10-转换结构、11-探针、12-开槽圆孔、13-空气匹配腔体、14-地板。具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：本专利技术的技术方案：S波段贴片天线5与C波段贴片天线6共口径层叠分别放置于第二印制板2、第一印制板1的上表面，通过适当延长馈线8的长度对未共口径的C波段贴片7进行相位补偿，使得贴片C波段贴片天线6、未层叠的C波段贴片天线7的馈电相位高度一致，在C波段形成性能良好的阵列方向图。其中，第一印制板1的厚度h1＝1mm，第二印制板2的厚度h2＝3mm，介电常数er＝2.65。参照图1、图2。S/C双波段馈电功分网络馈线9置于第三印制板3、第四印制板4之间，形成结构紧凑的带状线功分网络。第三印制板3、第四印制板4的厚度h3＝h4＝0.5mm，介电常数er＝2.65。通过转换结构10，可以实现带状线到微带线的低插损转换，具体操作为：通过探针11将S/C双波段馈电功分网络馈线9的能量传输给S波段贴片天线5、C波段贴片天线6、未层叠的C波段贴片天线7，调节地板开槽圆孔12的直径以及第一印制板1、第四印制板4上的空气匹配腔体13(其中，给S波段贴片天线5馈电时，第一印制板1、第四印制板4上均设有空气匹配腔体13，给C波段贴片天线6和未层叠的C波段贴片天线7馈电时，只有第四印制板4上设有空气匹配腔体13，空气匹配腔体13的厚度与所在介质板的厚度一致，大小通过调节驻波所定)的尺寸，实现带状线到微带线的低插损平稳转换，从而实现S/C双波段馈电功分网络馈线9对S波段贴片天线5、C波段贴片天线6、未层叠的C波段贴片天线7的低插损馈电。该设计剖面很低、结构十分紧凑，在有效尺寸面积内形成S/C双波段高增益的阵列方向图特性。参照图2、图3；通过图4、图5可以看出，该设计S/C双波段通信阵列天线在330mm×70mm的尺寸内，S波段阵列天线的带内(2.41GHz-2.51GHz)驻波比VSWR≤2，带内增益均高于12.5dB，方向图特性优良；通过图6、图7可以看出，C波段阵列天线带内(5.73GHz-5.87GHz)驻波比VSWR≤2，增益均高于16.5dB。在同尺寸的情况下，相比于传统形式，该新型S/C双波段阵列天线的增益提高近3dB；辐射贴片、功分馈电网络四层印制板层叠放置，通过塑料螺钉压接固定，具有低成本、低剖面、结构十分紧凑等特点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型S/C双波段通信阵列天线，其特征在于从上之下依次包括第一印制板(1)、第二印制板(2)、第三印制板(3)和第四印制板(4)；S波段贴片天线(5)与C波段贴片天线(6)共口径层叠分别放置于第二印制板(2)、第一印制板(1)的上表面，在第一印制板(1)上还设有未层叠的C波段贴片天线(7)，通过调节未层叠的C波段贴片天线(7)的馈线(8)长度对未层叠的C波段贴片天线(7)进行相位补偿，使得C波段贴片天线(6)、未层叠的C波段贴片天线(7)的馈电相位一致；S/C双波段馈电功分网络馈线(9)位于第三印制板(3)和第四印制板(4)之间，在馈电端口处设有转换结构(10)，所述的转换结构(10)包括探针(11)、在地板(14)上设有的开槽圆孔(12)和位于第一印制板(1)、第四印制板(4)上的空气匹配腔体(13)，探针(11)一端与S/C双波段馈电功分网络馈线(9)相连，另一端与S波段贴片天线(5)、C波段贴片天线(6)和未层叠的C波段贴片天线(7)相连，通过调节地板开槽圆孔(12)的直径以及介质板层空气匹配腔体(13)的尺寸，使得带状线到微带线的低插损平稳转换。

【技术特征摘要】
1.一种新型S/C双波段通信阵列天线，其特征在于从上之下依次包括第一印制板(1)、第二印制板(2)、第三印制板(3)和第四印制板(4)；S波段贴片天线(5)与C波段贴片天线(6)共口径层叠分别放置于第二印制板(2)、第一印制板(1)的上表面，在第一印制板(1)上还设有未层叠的C波段贴片天线(7)，通过调节未层叠的C波段贴片天线(7)的馈线(8)长度对未层叠的C波段贴片天线(7)进行相位补偿，使得C波段贴片天线(6)、未层叠的C波段贴片天线(7)的馈电相位一致；S/C双波段馈电功分网络馈线(9)位于第三印制板(3)和第四印制板(4)之间，在馈电端口处设有转换结构(10)，所述的转换结构(10)包括探针(11)、在地板(14)上设有的开槽圆孔(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高坤，李鑫，宗耀，张军，刘衍，白宇，李瑶，周锋，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61