一种用于卫星通信的宽带低仰角高增益圆极化微带天线制造技术

本发明专利技术公开了一种用于卫星通信的宽带低仰角高增益圆极化微带天线，所述微带天线包括：在竖直方向从上到下依次排列的：第一层介质基板、第二层介质基板、金属地板；第一层介质基板与第二层介质基板之间、第二层介质基板与金属地板之间均通过介质等高柱连接固定；辐射贴片固定在第一层介质基板的上表面，金属底板固定在第二层介质基板的上表面，威尔金森功分器固定在第二层介质基板的下表面，折叠导电墙与金属地板接触，折叠导电墙套设在第一层介质基板和第二层介质基板的外侧，并向第一层介质基板和第二层介质基板内侧折叠，并且折叠导电墙对辐射贴片进行部分封闭；实现了结构简单，宽带低仰角高增益的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于卫星通信的宽带低仰角高增益圆极化微带天线
本专利技术涉及卫星移动通信领域，具体地，涉及一种用于卫星通信的宽带低仰角高增益圆极化微带天线。
技术介绍
卫星移动通信中常用到的天线类型主要有四臂螺旋天线和圆极化微带天线等。同时，用于卫星通信系统的天线还需要具有宽带以及在低仰角处具有高增益的特性。文献1(袁耿.移动卫星通信天线研究.西安电子科技大学.)设计了一种用于移动卫星通信的四臂螺旋天线。天线的螺旋臂采用了锥变结构与寄生枝节结合的方式设计，有效地提高了天线的带宽。设计了一种用于四臂螺旋天线的馈电网络，该网络由简单并馈网络结合威尔金森功分器原理改良而来，较好地实现了对四臂螺旋天线螺旋臂的等幅等相差馈电。通过实测，天线的增益达到4dB，波束宽度为110°左右。此款天线的缺点是馈电网络设计较为复杂。文献1设计了一种用于GPS通信的单馈点双频圆极化微带天线。该天线采用双层结构实现双频特性，采用微扰法实现圆极化。通过仿真，该天线在两个频段内均实现了良好的右旋圆极化特性，频带内3dB波束宽度达到了90°，交叉极化小于-20dB。在频率低端的增益值为5.3dBic，在频率高端的增益值为3.3dBic。此款天线的缺点是半功率波瓣宽度不够宽。文献2(李雁，张华.一种用于海事卫星通信的宽带圆极化微带天线设计.中国电子科学研究院学报，2007，2(5)：544—547.)设计了一种适用于海事卫星通信的宽带圆极化微带天线。该天线采用微带线共面馈电，利用正交馈电的方法实现圆极化工作，并采用层叠结构，使上下两层贴片分别谐振于相近的频率，展宽其工作带宽。在此设计基础上制作了天线样机，实测阻抗带宽达到9.5％(VSWR≤2)，增益和轴比的实测结果未给出。现有技术中还有其它圆极化微带天线，但是同样存在频带不够宽，或半功率波瓣宽度不够宽的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于卫星通信的宽带低仰角高增益圆极化微带天线，解决了现有的天线结构复杂或波瓣宽度不够的技术问题，实现了结构简单，宽带低仰角高增益的技术效果。为实现上述专利技术目的，本申请提供了一种用于卫星通信的宽带低仰角高增益圆极化微带天线，所述微带天线包括：在竖直方向从上到下依次排列的：第一层介质基板、第二层介质基板、金属地板；第一层介质基板与第二层介质基板之间、第二层介质基板与金属地板之间均通过介质等高柱连接固定；辐射贴片固定在第一层介质基板的上表面，金属底板固定在第二层介质基板的上表面，威尔金森功分器固定在第二层介质基板的下表面，折叠导电墙与金属地板接触，折叠导电墙套设在第一层介质基板和第二层介质基板的外侧，并向第一层介质基板和第二层介质基板内侧折叠，并且折叠导电墙对辐射贴片进行部分封闭。进一步的，介质等高柱采用塑料制成。进一步的，金属底板上刻有H形缝隙。本专利技术是通过威尔金森功分器给一对正交的H形缝隙馈电来激起圆极化波；通过减小天线的辐射口径面积来展宽其波瓣宽度，从而提高天线在低仰角处的增益。方法是将折叠导电墙紧套在两层介质基板的外侧并向内折叠，将辐射贴片部分的封闭起来，调节导电墙的高度以及向内折叠的程度，从而展宽波瓣宽度。另外，空气层的加入也会使天线的增益有所增加。本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术将折叠导电墙这种可以展宽波瓣的方法运用到了一副宽带圆极化天线上，通过减小天线的辐射口径面积来波瓣展宽，从而抬高低仰角处的增益，更适用于卫星通信。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1是本申请中宽带低仰角高增益圆极化微带天线的结构示意图；图2是本申请中天线回波损耗仿真结果示意图；图3是本申请中天线归一化增益方向图示意图；图4是本申请中天线中心频率轴比示意图；图5是本申请中添加导电墙前后天线增益对比示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种用于卫星通信的宽带低仰角高增益圆极化微带天线，解决了现有的天线结构复杂或波瓣宽度不够的技术问题，实现了结构简单，宽带低仰角高增益的技术效果。为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。请参考图1，本申请中的天线的结构为：辐射贴片位于第一层介质基板的上表面，刻有H形缝隙的金属底板位于第二层介质基板的上表面，威尔金森功分器位于第二层介质基板的下表面，金属地板位于最底层，第一层介质基板、第二层介质基板以及金属地板之间通过塑料介质等高柱连接固定。折叠导电墙与金属地板良好接触，紧套在两层介质基板的外侧并向内折叠，将辐射贴片部分的封闭起来。仿真结果表明：本天线回波损耗小于-10dB的阻抗带宽达到34.4％(见图2)；在中心频率f0＝2.1GHZ处，当phi＝0°时，HPBW＝123°，当phi＝90°时，HPBW＝120°(见图3)；在中心频率f0＝2.1GHZ处，当Theta＝0°时，轴比为0.83dB(见图4)。将本专利技术的天线与未加折叠导电墙时的天线进行对比可以发现，本天线在20°仰角时的增益比未加折叠导电墙时的天线增益至少提高了3.5dB(见图5)。由此可见，本专利技术天线实现了宽带低仰角高增益的功能。尽管已描述了本专利技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本专利技术范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于卫星通信的宽带低仰角高增益圆极化微带天线，其特征在于，所述微带天线包括：在竖直方向从上到下依次排列的：第一层介质基板、第二层介质基板、金属地板；第一层介质基板与第二层介质基板之间、第二层介质基板与金属地板之间均通过介质等高柱连接固定；辐射贴片固定在第一层介质基板的上表面，金属底板固定在第二层介质基板的上表面，威尔金森功分器固定在第二层介质基板的下表面，折叠导电墙与金属地板接触，折叠导电墙套设在第一层介质基板和第二层介质基板的外侧，并向第一层介质基板和第二层介质基板内侧折叠，并且折叠导电墙对辐射贴片进行部分封闭。

【技术特征摘要】
1.一种用于卫星通信的宽带低仰角高增益圆极化微带天线，其特征在于，所述微带天线包括：在竖直方向从上到下依次排列的：第一层介质基板、第二层介质基板、金属地板；第一层介质基板与第二层介质基板之间、第二层介质基板与金属地板之间均通过介质等高柱连接固定；辐射贴片固定在第一层介质基板的上表面，金属底板固定在第二层介质基板的上表面，威尔金森功分器固定在第二层介质基板的下表面，折叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐璞，周晓雨，冯梅，陈波，何子远，田径，潘春洋，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51