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一种正交极化的双频段电小惠更斯源天线制造技术

技术编号:20568234 阅读:38 留言:0更新日期:2019-03-14 10:22
本发明专利技术涉及一种正交极化的双频段电小惠更斯源天线,属于天线技术领域。该天线由第一至三介质基板、高频/低频段磁偶极子、高频/低段段电偶极子、实心铜柱、矩形槽、激励源组成;三层介质基板相互平行且彼此隔开;高频磁偶极子沿X轴贴设于第一和第三介质基板的上表面;高频电偶极子沿X轴贴设于第二介质基板的上表面;低频磁偶极子沿Y轴贴设于第一介质基板的上下表面和第三介质基板的上表面;低频电偶极子沿Y轴贴设于第二介质基板的上下表面;矩形槽贴设于低频磁偶极子上;激励源贴设于第三介质基板的下表面。本发明专利技术在电小、低剖面的前提下,在低频磁偶极子中加入矩形槽降低了两个频段的磁偶极子间的相互影响,从而实现良好的宽波束性。

An Orthogonally Polarized Dual-Band Electrically Small Huygens Source Antenna

The invention relates to an orthogonally polarized dual-band electrically small Huygens source antenna, which belongs to the field of antenna technology. The antenna consists of a first to three dielectric substrates, a high frequency/low frequency magnetic dipole, a high frequency/low frequency electric dipole, a solid copper column, a rectangular groove and an excitation source; three dielectric substrates are parallel and separated from each other; a high frequency magnetic dipole is mounted on the upper surface of the first and third dielectric substrates along the X axis; a high frequency electric dipole is mounted on the upper surface of the second dielectric substrates along the X axis; and a low frequency magnetic dipole is mounted on the upper surface of the second dielectric substrates along the X axis. The poles are mounted on the upper and lower surfaces of the first dielectric substrate along the Y axis and on the upper and lower surfaces of the third dielectric substrate; the low frequency dipoles are mounted on the upper and lower surfaces of the second dielectric substrate along the Y axis; the rectangular grooves are mounted on the low frequency magnetic dipoles; and the excitation sources are mounted on the lower surfaces of the third dielectric substrate. The invention adds rectangular grooves to low frequency magnetic dipoles on the premise of small electric and low profile, which reduces the interaction between two frequency bands of magnetic dipoles, thereby achieving good wide beam property.

【技术实现步骤摘要】
一种正交极化的双频段电小惠更斯源天线
本专利技术属于天线
,涉及一种正交极化的双频段电小惠更斯源天线。
技术介绍
小型化和高性能一直是天线发展史上亘古不变的追求目标。因而,半个多世纪以来,电小天线就因其紧凑的结构而受到广泛研究和探索。在追求电小天线的高性能设计中,惠更斯源天线以其与生俱来的高方向性和宽波束特性而备受关注。另一方面,随着现代无线通信设备向着集成化、多功能化方向发展,其不可避免的要求天线具有更小的尺寸和多功能性,因此在电小惠更斯源天线的基础上发展多频段技术,是满足无线通信系统多功能化的有效方法之一且可以有效的减小无线通信设备的尺寸。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种正交极化的双频段电小惠更斯源天线,在电小尺寸、低剖面的前提下,在低频段磁偶极子中加入矩形槽降低了两个频段的磁偶极子间的相互影响,从而实现了两个频段的惠更斯源辐射模式且辐射方向沿着+Z轴。为达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种正交极化的双频段电小惠更斯源天线,包括第一介质基板,第二介质基板,第三介质基板,金属柱,高频段磁偶极子,高频段电偶极子,低频段磁偶极子,低频段电偶极子,矩形槽,激励源和尼龙支柱部分;所述第二介质基板位于第一介质基板的下方,与第一介质基板平行且彼此隔开;所述第三介质基板位于第二介质基板的下方,与第二介质基板平行且彼此隔开;所述高频段磁偶极子沿X轴贴设于第一介质基板和第三介质基板的上表面并通过两个实心铜柱连接;所述高频段电偶极子沿X轴贴设于第二介质基板的上表面;所述低频段磁偶极子沿Y轴贴设于第一介质基板的上下表面和第三介质基板的上表面并通过两个实心铜柱连接,第一截止基板上下表面的金属条带通过两个金属化过孔连接;所述低频段电偶极子沿Y轴贴设于第二介质基板的上下表面,其上下表面的金属条带通过两个金属化过孔连接;所述两对磁偶极子和电偶极子相互垂直;所述矩形槽贴设于低频段磁偶极子上,位于第一介质基板的下表面;所述激励源贴设于第三介质基板的下表面,可同时激励起高频段磁偶极子和低频段磁偶极子;所述尼龙支柱用来固定所述三个介质基板的相对高度。进一步,所述第一至第三介质基板材料为泰康立TLY-5,相对介电常数为2.2,损耗角正切为0.0009,三层介质基板均为半径39mm的圆形结构,厚度均为0.51mm。进一步,所述第一介质基板到第三介质基板的垂直高度为7.4mm~7.6mm,第二介质基板到第三介质基板的垂直高度为5.4mm~5.6mm。进一步,所述金属条带(12)的长度L3为40mm~41mm,宽度W1为3mm~5mm;所述实心铜柱(4)的高度h5为7mm~8mm,半径R2为1mm~1.5mm;所述两个金属条带(31、32)的长度L12为16mm~17mm,它们之间的间距g4为7.5mm~8.5mm;所述“I”型偶极子(21)的长度L7为49mm~51mm,宽度W4为0.7mm~1.2mm。进一步,所述金属条带(13、14)的长度L2为19mm~20mm,宽度W1为3mm~5mm;所述金属条带(15)的长度L4为24mm~26mm;所述两个金属条带(33、34)的长度L11为23mm~25mm,它们之间的间距g3为7mm~8mm;金属条带(22、23)的长度L6为27mm~30mm,宽度W3为0.3mm~0.8mm;所述金属条带(24)的长度L10为19mm~21mm。进一步,所述两个槽结构(16)的长度L5为6mm~8mm,宽度W2为0.5mm~1.5mm。进一步,所述金属条带(35、36)的长度L14为5mm~7mm,宽度W5为0.5mm~1.5mm;所述金属条带(37、38)的长度L13为7mm~9mm。进一步,所述的磁偶极子(5,7)、电偶极子(6,8)、矩形槽(9)和激励源(10)均为厚度相同的覆铜薄膜,厚度为0.017mm。本专利技术的有益效果在于:1)本专利技术利用近场寄生谐振技术使该天线结构紧凑,尺寸小,易于集成到无线通讯系统中;2)本专利技术通过在低频段磁偶极子中加入矩形槽降低了两个频段的磁偶极子间的相互影响,从而实现了两个频段的惠更斯源辐射模式且辐射方向沿着+Z轴。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本专利技术提供如下附图进行说明:图1为本专利技术所述天线结构的三维视图;图2为本专利技术所述天线结构的侧视图;图3为本专利技术所述第一介质基板上表面的高频段和低频段磁偶极子,第一介质基板下表面的低频段磁偶极子和矩形槽;图4为本专利技术所述第二介质基板上表面的高频段和低频段电偶极子,第二介质基板下表面的低频段电偶极子;图5为本专利技术所述第三介质基板上表面的磁偶极子和下表面激励源上金属条带;图6为本专利技术所述天线反射系数|S11|和频率的关系曲线图;图7为本专利技术所述天线低频段时天线E平面、H平面辐射场方向图;图8为本专利技术所述天线高频段时天线E平面、H平面辐射场方向图;附图中的各附图标记分别为:1-第一介质基板,2-第二介质基板,3-第三介质基板,4-实心铜柱,5-高频段磁偶极子,6-高频段电偶极子,7-低频段磁偶极子,8-低频段电偶极子,9-矩形槽,10-激励源,11-尼龙支柱,12、13、14、15-金属条带,16-槽结构,21-“I”型偶极子,22、23、24-金属条带,31、32、33、34、35、36、37、38-金属条带。具体实施方式下面将结合附图,对本专利技术作进一步详细描述。如图1和2所示,本专利技术提供一种正交极化的双频段电小惠更斯源天线由第一介质基板(1)、第二介质基板(2)、第三介质基板(3)、高频段磁偶极子(5)、高频段电偶极子(6)、低频段磁偶极子(7)、低频段电偶极子(8)、矩形槽(9)、激励源(10)和尼龙支柱(11)组成;所述第二介质基板(2)位于第一介质基板(1)的下方,与第一介质基板(1)平行且彼此隔开;所述第三介质基板(3)位于第二介质基板(2)的下方,与第二介质基板(2)平行且彼此隔开;所述高频段磁偶极子(5)沿X轴贴设于第一介质基板(1)和第三介质基板(3)的上表面并通过两个实心铜柱(4)连接;所述高频段电偶极子(6)沿X轴贴设于第二介质基板(2)的上表面;所述低频段磁偶极子(7)沿Y轴贴设于第一介质基板(1)的上下表面和第三介质基板(3)的上表面并通过两个实心铜柱(4)连接,第一截止基板(1)上下表面的金属条带通过两个金属化过孔连接;所述低频段电偶极子(8)沿Y轴贴设于第二介质基板(2)的上下表面,其上下表面的金属条带通过两个金属化过孔连接;所述矩形槽(9)贴设于低频段磁偶极子上,位于第一介质基板(1)的下表面;所述激励源(10)贴设于第三介质基板(3)的下表面,可同时激励起高频段磁偶极子(5)和低频段磁偶极子(7);所述尼龙支柱(11)用来固定所述三个介质基板的相对高度。如图3和5所示,高频段磁偶极子(5)由金属条带(12)、两个实心铜柱(4)和两个金属条带(31、32)组成;所述金属条带(12)沿X轴贴设于第一介质基板的上表面;所述两个金属条带(31、32)沿X轴贴设于第三介质基板的上表面;所述金属条带(12)和两个金属条带(31、32)通过两个实心铜柱(4)连接,从而形成环形电流;低频段磁偶极子(7)由金属条带(13、14、15)、两个实心铜柱(4)和两个金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正交极化的双频段电小惠更斯源天线,其特征在于:该天线由第一介质基板,第二介质基板,第三介质基板,实心铜柱,高频段磁偶极子,高频段电偶极子,低频段磁偶极子,低频段电偶极子,矩形槽,激励源和尼龙支柱部分;所述第二介质基板位于第一介质基板的下方,与第一介质基板平行且彼此隔开;所述第三介质基板位于第二介质基板的下方,与第二介质基板平行且彼此隔开;所述高频段磁偶极子沿X轴贴设于第一介质基板和第三介质基板的上表面并通过两个实心铜柱连接;所述高频段电偶极子沿X轴贴设于第二介质基板的上表面;所述低频段磁偶极子沿Y轴贴设于第一介质基板的上下表面和第三介质基板的上表面并通过两个实心铜柱连接,第一截止基板上下表面的金属条带通过两个金属化过孔连接;所述低频段电偶极子沿Y轴贴设于第二介质基板的上下表面,其上下表面的金属条带通过两个金属化过孔连接;所述两对磁偶极子和电偶极子相互垂直;所述矩形槽贴设于低频段磁偶极子上,位于第一介质基板的下表面;所述激励源贴设于第三介质基板的下表面,可同时激励起高频段磁偶极子和低频段磁偶极子;所述尼龙支柱用来固定所述三个介质基板的相对高度。

【技术特征摘要】
1.一种正交极化的双频段电小惠更斯源天线,其特征在于:该天线由第一介质基板,第二介质基板,第三介质基板,实心铜柱,高频段磁偶极子,高频段电偶极子,低频段磁偶极子,低频段电偶极子,矩形槽,激励源和尼龙支柱部分;所述第二介质基板位于第一介质基板的下方,与第一介质基板平行且彼此隔开;所述第三介质基板位于第二介质基板的下方,与第二介质基板平行且彼此隔开;所述高频段磁偶极子沿X轴贴设于第一介质基板和第三介质基板的上表面并通过两个实心铜柱连接;所述高频段电偶极子沿X轴贴设于第二介质基板的上表面;所述低频段磁偶极子沿Y轴贴设于第一介质基板的上下表面和第三介质基板的上表面并通过两个实心铜柱连接,第一截止基板上下表面的金属条带通过两个金属化过孔连接;所述低频段电偶极子沿Y轴贴设于第二介质基板的上下表面,其上下表面的金属条带通过两个金属化过孔连接;所述两对磁偶极子和电偶极子相互垂直;所述矩形槽贴设于低频段磁偶极子上,位于第一介质基板的下表面;所述激励源贴设于第三介质基板的下表面,可同时激励起高频段磁偶极子和低频段磁偶极子;所述尼龙支柱用来固定所述三个介质基板的相对高度。2.根据权利要求1所述的一种垂直极化的双频段电小惠更斯源天线,其特征在于:所述高频段磁偶极子由金属条带、两个实心铜柱和两个金属条带组成;所述金属条带沿X轴贴设于第一介质基板的上表面;所述两个金属条带沿X轴贴设于第三介质基板的上表面;所述金属条带和两个金属条带通过两个实心铜柱连接,从而形成环形电流。所述高频段电偶极子由“I”型偶极子组成,所述“I”型偶极子沿X轴贴设于...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐明春武震天石婷李梅熊汉曾孝平理查德齐奥尔科夫斯基
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:重庆,50

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