一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构制造技术

本发明专利技术一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构，是由渐变开缝天线单元和电感构成；所述渐变开缝天线单元中间切割有缝隙，缝隙两端安装电感；所述渐变开缝天线单元由天线工作区贴片单元、介质板和天线馈电单元共同组成；所述天线工作区贴片单元由第一工作区贴片单元覆铜构形和第二工作区贴片单元覆铜构形构成，用来辐射电磁波；第一工作区贴片单元覆铜构形与第二工作区贴片单元覆铜构形均采用覆铜工艺制作在介质板的正面上；所述天线工作区贴片单元中有圆形开槽；所述天线馈电单元由第一馈电单元覆铜构形和第二馈电单元覆铜构形构成，用来馈电；第一馈电单元覆铜构形与第二馈电单元覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的反面上。

A Gradually Slotted Antenna Composite Structure with Broadband Coupling Suppression

The invention provides a composite structure of tapered slot antenna with broadband coupling suppression, which is composed of tapered slot antenna unit and inductor; the tapered slot antenna unit is cut in the middle, and inductors are installed at both ends of the slot; the tapered slot antenna unit is composed of an antenna working area patch unit, a dielectric plate and an antenna feeding unit; and the antenna working area patch is single. The element is composed of a copper-clad configuration of the first working area patch unit and a copper-clad configuration of the second working area patch unit to radiate electromagnetic waves; the copper-clad configuration of the first working area patch unit and the copper-clad configuration of the second working area patch unit are fabricated on the front of the dielectric plate by copper-clad technology; the patch unit of the antenna working area has a circular slot; and the antenna feeding unit is made of the first feeding unit. The copper cladding configuration of the unit and the copper cladding configuration of the second feeding unit are used for feeding. The copper cladding configuration of the first feeding unit and the copper cladding configuration of the second feeding unit are fabricated on the reverse side of the dielectric plate by copper cladding process.

【技术实现步骤摘要】
一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构
本专利技术涉及一种天线组合，更特别地说，是指一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构。本专利技术涉及的天线组合适用于机载共口径天线等系统,是一种有电磁兼容性的天线组合。
技术介绍
机载天线的设计及优化在最近收到广泛关注。机载天线与其他平台上的天线的设计方法和原则有所不同。机载平台对于天线的各方面性能要求要更高。由于飞行器正常工作需要同时获取或者发送通讯、高度、油量、着陆、天气等各方面信息，飞行器平台上的天线数量众多，这就使得飞行器平台对天线之间的隔离度有较高的要求，即对天线之间的耦合需要进行抑制。然而飞行器由于其特殊性，天线的布局空间十分有限，天线之间的物理距离受到很大限制，如何在有限的空间内实现天线之间隔离度提升成为了一个严峻的问题。除此之外，天线的布局及设计还需要考虑飞行器的空气动力性能，目前飞行器的无线通信系统设计及布局均较为成熟，通过改变天线朝向或者极化方式等空间隔离来增加天线之间的隔离度的方法已经无法再继续有效抑制天线的耦合强度。同时，由于飞行器空间的限制，天线的种类也受到了限制。一些大型天线没有办法满足飞行器的空间、配重及空气动力性能的要求。而低剖面、共口径的天线及其天线组合在飞行器上应用广泛。这种天线组合对天线之间的隔离度有较高的要求，如果天线之间耦合严重，则会影响天线的工作性能，严重时还会使天线无法工作。因此如何提升天线的隔离度成了一个值得研究的问题。
技术实现思路
为了抑制共口径的渐变开缝天线之间的电磁耦合问题，本专利技术设计了一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构。该天线组合结构通过在天线之间的缝隙两端加载电感，提高了两个渐变开缝天线的隔离度，抑制了渐变开缝天线之间的耦合强度。本专利技术的另一目的在于：对于应用中的天线系统，应用本专利技术天线组合在未更改天线的尺寸和距离条件下，通过加载电感实现了应用中的天线整改。本专利技术设计了一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构，其是由渐变开缝天线单元和2个电感构成，所述渐变开缝天线单元中间切割有缝隙，缝隙两端安装了所述的电感；所述缝隙的宽度范围为0.5mm～2mm。所述渐变开缝天线单元由天线工作区贴片单元、介质板和天线馈电单元共同组成；所述天线工作区贴片单元由第一工作区贴片单元覆铜构形和第二工作区贴片单元覆铜构形构成，用来辐射电磁波；第一工作区贴片单元覆铜构形与第二工作区贴片单元覆铜构形均采用覆铜工艺制作在介质板的正面上；所述天线工作区贴片单元中有圆形开槽；所述天线馈电单元由第一馈电单元覆铜构形和第二馈电单元覆铜构形构成，用来馈电；第一馈电单元覆铜构形与第二馈电单元覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的反面上；本专利技术中第一工作区贴片单元覆铜构形、第二工作区贴片单元覆铜构形、第一馈电单元覆铜构形和第二馈电单元覆铜构形的覆铜厚度均为0.018～0.035mm。所述渐变开缝天线单元选用的波长为100mm～300mm。所述电感选用的电感值为1nH～20nH。本专利技术设计的一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构的优点在于：①通过在渐变开缝天线之间的缝隙两端加载电感，能够有效抑制天线组合在工作频带内耦合强度，改善了电磁兼容性。②本专利技术天线组合是将两个渐变开缝天线组合，能够改善两种天线间的隔离度，使得互耦得到有效抑制。③调整天线组合的工作频率，以适应天线的不同应用场景，可以通过更改天线尺寸来实现，不需要大幅更改天线结构，且制作简单，容易实现。附图说明图1A是本专利技术设计的一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构的结构图。图1B是本专利技术设计的一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构的分解图。图1C是本专利技术设计的一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构的主视图。图1D是本专利技术设计的一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构的局部示意图，标示了电感元件的安装位置和方式。图2A是实施例1尺寸天线组合的S11参数图。图2B是实施例1尺寸天线组合的S22参数图。图2C是实施例1尺寸天线组合的S21参数图。图3A是实施例1尺寸天线组合在1.12GHz下的E面方向图。图3B是实施例1尺寸天线组合的2.4GHz下的E面方向图。图中标号说明如下：1.天线工作区贴片单元，11.工作区贴片单元覆铜构形，12.工作区贴片单元覆铜构形，2.天线馈电单元，21.馈电单元覆铜构形，22.馈电单元覆铜构形，3.介质板，4.A电感，5.B电感。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。参见图1A-图1D所示，本专利技术设计了一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构，其由天线工作区贴片单元1、天线馈电单元2、介质板3、A电感4和B电感5构成。所述天线工作区贴片单元1由工作区贴片单元覆铜构形11和工作区贴片单元覆铜构形12构成，工作区贴片单元覆铜构形11与工作区贴片单元覆铜构形12采用覆铜工艺制作在介质板3的正面3A上；天线馈电单元2由馈电单元覆铜构形21和馈电单元覆铜构形22构成，馈电单元覆铜构形21与馈电单元覆铜构形22采用覆铜工艺制作在介质板3的反面(图中未示出，即与正面板相对的另一面板)3B上；本专利技术中所使用的全部覆铜构形的覆铜厚度均为0.018～0.035mm。在本专利技术中，A电感4和B电感5选用的电感值为1nH～20nH。参见图1A、图1B所示，介质板3的长记为a3、介质板3的宽记为b3、介质板3的厚度一般为0.5～2.5mm。工作区贴片单元覆铜构形11和工作区贴片单元覆铜构形12结构完全相同。工作区贴片单元覆铜构形11的长和宽分别记为a1和b1，天线工作区贴片单元1的长b1与介质板3的宽相同,即有b1＝b3。中间圆形开槽直径为d11，开口为指数渐变曲线。两个天线工作贴片单元之间的缝隙宽度记为d12，缝隙宽度一般为1～2mm；缝隙两端分别加载了两个电感。参见图1B所示，馈电单元覆铜构形21和馈电单元覆铜构形22结构完全相同。一个馈电单元覆铜构形分为两部分，微带线部分和末端圆形枝节，其中微带线分为三段，宽度分别记为d22、d23和d24；末端圆形枝节直径记为d21。d22、d23和d24的大小要根据介质板的介电常数以及厚度来确定以保证阻抗匹配；d21还要根据工作区贴片单元中的圆形开槽的直径d11来确定。在本专利技术中，考虑到天线实际应用场景，以波长λ为100mm～300mm作为渐变开缝天线约束尺寸设计：a1＝(0.5～1.2)λ、a3＝(1～2.4)λ；b1＝b3＝(0.3～1.0)λ；d11＝(0.2～0.6)λ。实施例1实施例1使用的渐变开缝天线工作频带为1～3GHz，具体尺寸如下：a1＝139.5mm，a3＝280mm，b1＝b3＝220mm；d11＝38mm；d12＝1mm；h3＝0.8mm；d21＝16mm，d22＝2.2mm，d23＝2mm，d24＝1mm。对实施例1采用S参数进行性能评价：图中虚线表示传统天线，实线表示设计的实施例1天线。参见图2A所示，S11参数表示渐变开缝天线1的工作性能，在电感加载前后其在工作频率1～2GHz频带内的性能基本不变。参见图2B所示，S22参数表示渐变开缝天线2的工作性能，在电感加载前后其在工作频率1～2GHz频带内的性能基本不变。参见图2C所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构，其特征在于：是由渐变开缝天线单元和电感构成；所述渐变开缝天线单元中间切割有缝隙，缝隙两端安装电感；所述渐变开缝天线单元由天线工作区贴片单元、介质板和天线馈电单元共同组成；所述天线工作区贴片单元由第一工作区贴片单元覆铜构形和第二工作区贴片单元覆铜构形构成，用来辐射电磁波；第一工作区贴片单元覆铜构形与第二工作区贴片单元覆铜构形均采用覆铜工艺制作在介质板的正面上；所述天线工作区贴片单元中有圆形开槽；所述天线馈电单元由第一馈电单元覆铜构形和第二馈电单元覆铜构形构成，用来馈电；第一馈电单元覆铜构形与第二馈电单元覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的反面上。

【技术特征摘要】
1.一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构，其特征在于：是由渐变开缝天线单元和电感构成；所述渐变开缝天线单元中间切割有缝隙，缝隙两端安装电感；所述渐变开缝天线单元由天线工作区贴片单元、介质板和天线馈电单元共同组成；所述天线工作区贴片单元由第一工作区贴片单元覆铜构形和第二工作区贴片单元覆铜构形构成，用来辐射电磁波；第一工作区贴片单元覆铜构形与第二工作区贴片单元覆铜构形均采用覆铜工艺制作在介质板的正面上；所述天线工作区贴片单元中有圆形开槽；所述天线馈电单元由第一馈电单元覆铜构形和第二馈电单元覆铜构形构成，用来馈电；第一馈电单元覆铜构形与第二馈电单元覆铜构形采用覆铜工艺制作在介质板的反面上。2.根据权利要求1所述的一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构，其特征在于：所述缝隙的宽度范围为0.5mm～2mm。3.根据权利要求1所述的一种具有宽带耦合抑制作用的渐变开缝天线组合结构，其特征在于：第一工作区贴片单元覆铜构形、第二工作区贴片单元覆铜构形、第一馈电单元覆铜构形和第二馈电单元覆铜构形的覆铜厚度均为0.018～0.035mm。4.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马振鹏，吴琦，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11