L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线制造技术

本发明专利技术属于微波偶极子天线技术领域，涉及一种L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线，具体地说，是指一种工作于L波段，具有宽带抗遮挡特性的印刷偶极子天线。本发明专利技术技术方案通过增加套筒可以显著提高偶极子的带宽，与普通的印刷偶极子相比，本发明专利技术采用了上下都加套筒的形式，并且下套筒采用了较宽的梯形套筒形式，更加有效的增大了天线带宽，可直接用50Ω同轴线馈电，相对带宽可达21%，大大高于普通偶极子的相对带宽。该天线采用上小下大的梯形套筒结构，不仅可实现良好的全向特性，且具有良好的抗遮挡性能；另外，馈电共面波导采用带接地面的共面波导形式，更有利于将电磁波束缚在共面波导内部，能够提高天线的全向性能及抗遮挡性能。

【技术实现步骤摘要】
L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线
本专利技术属于微波偶极子天线
，涉及一种L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线，具体地说，是指一种工作于L波段，具有宽带抗遮挡特性的印刷偶极子天线。
技术介绍
微波偶极子天线较多地应用于一点多址通信中，广泛地应用于军事、航天、遥控、遥测领域。在较低的频段中，微波全向天线主要有螺旋天线、交叉馈电式天线、波导缝隙天线、杆状偶极子天线、普通的印刷偶极子天线；而随着现代通信技术的发展，在性能方面要求天线具有较宽的带宽；在结构方面，无线通信的应用平台越来越广，对无线通信设备的适装性要求越来越高，很多地方要求设备小能与安装平台共形；另外，很多时候由于安装平台空间的限制，不能给通信天线一个较大的空间，即距离天线较近的地方可能会有物体，造成对天线的遮挡，这就要求天线又要具有一定的抗遮挡能力。上述全向天线均不能满足以上要求。考虑到上述情况，有必要为实际通信平台开发一种宽带抗遮挡全向天线系统，提供比现有的天线设计更理想的电磁特性。
技术实现思路
（一）要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：如何克服现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线，使其解决微波全向天线普遍采用的螺旋天线、交叉馈电式天线、波导缝隙天线，以及结构复杂、占空间体积大、安装不便、不抗遮挡等问题。（二）技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线，所述天线包括由印制板1及刻蚀于该印制板1上的印制线；所述印制线包括印刷套筒偶极子和共面波导馈电线，所述印刷套筒偶极子分为上、下两部分，在尺寸上，上、下两部分各占偶极子总长度的二分之一；其中，上半部分由上半振子2和上套筒3组成；上半振子2为矩形覆铜，上套筒3为碗状的覆铜，上套筒3的空腔宽度为上半振子2宽度的两倍；上套筒3的深度为上半振子2高度的二分之一；下半部分由下套筒4和共面波导共同组成，其中，共面波导由地5及8和信号线7组成，共面波导的特性阻抗范围为45欧姆～55欧姆，信号线7与上半振子2相连，与信号线7共面的地5与上套筒3及下套筒4相连并与下套筒4共同构成下半振子，与信号线7不共面的地8通过两个过孔6和前述与信号线共面的地5相连，下套筒4形状为上窄下宽的内部挖空的梯形覆铜，只在梯形上底部与共面波导的地5桥连，梯形上下底的宽度根据实际应用环境确定。（三）有益效果与现有技术相比较，本专利技术具备如下有益效果：（1）本专利技术技术方案所提供的天线可实现宽频带，增加套筒可以显著提高偶极子的带宽，且套筒越粗带宽越宽，但是普通的杆状偶极子如果增加较粗的套筒，会大大增加天线的实现难度，极易使得水平面方向图均匀性变差，本专利技术采用印刷偶极子形式，增加套筒的宽度不会增加任何生产难度；与普通的印刷偶极子相比，本专利技术采用了上下都加套筒的形式，并且下套筒采用了较宽的梯形套筒形式，更加有效的增大了天线带宽，可直接用50Ω同轴线馈电，相对带宽可达21%，大大高于普通偶极子的相对带宽。（2）本专利技术技术方案所提供的天线重量轻、厚度薄，便于共形安装。采用印刷形式，降低天线厚度；上半振子也增加套筒结构，减小了天线高度；最终天线的总体高度小于二分之一波长，厚度仅1毫米，重量只有7克，有效缩小了天线的体积和重量，易于与安装平台共形；（3）本专利技术技术方案所提供的天线结构简单，便于生产，一致性好。本专利技术用于发射和接收垂直极化电磁波，整个天线辐射体仅由一块微波印制板构成，本专利技术的天线形式对印制板加工精度要求不高，加工制作容易且成本低；全天线只是一块印制板，使得天线的一致性良好，便于天线的批量生产；（4）本专利技术技术方案所提供的天线抗遮挡性能好。采用上小下大的梯形套筒结构，不仅使天线的辐射场在水平面360度范围内分布均匀，可以实现良好的全向特性，而且使得天线具有良好的抗遮挡性能；另外，馈电共面波导采用带接地面的共面波导形式，更有利于将电磁波束缚在共面波导内部，能够提高天线的全向性能及抗遮挡性能。只要遮挡物的高度不超过天线高度的三分之一，宽度不超出下套筒的内壁，就不会影响天线的性能。经过实测，同样大小的遮挡物对普通偶极子天线的影响大于6dB，而对本专利技术天线的影响小于1dB。附图说明图1为本专利技术天线的正面示意图。图2是本专利技术天线的背面示意图。图3是本专利技术天线的驻波比与频率的关系。图4是本专利技术天线的水平面方向图。其中：1：印制板；2：上半振子；3：上套筒；4：下套筒；5：与信号线共面的地；6：过孔；7.共面波导的信号线；8：与信号线不共面的地。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。为解决现有技术的问题，本专利技术提供一种L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线，如图1及图2所示，所述天线包括由印制板及刻蚀于该印制板上的印制线；所述印制线包括印刷套筒偶极子和共面波导馈电线，所述印刷套筒偶极子分为上、下两部分，在尺寸上，上、下两部分各占偶极子总长度的二分之一左右；其中，上半部分由上半振子2和上套筒3组成；上半振子2为矩形覆铜，上套筒3为碗状的覆铜，上套筒3的空腔宽度约为上半振子2宽度的两倍；上套筒3的深度约为上半振子2高度的二分之一；下半部分由下套筒4和共面波导共同组成，其中，共面波导由地5及8和信号线7组成，共面波导的特性阻抗范围为45欧姆～55欧姆，优选为50欧姆，信号线7与上半振子2相连，与信号线7共面的地5与上套筒3及下套筒4相连并与下套筒4共同构成下半振子，与信号线7不共面的地8通过两个过孔6和前述与信号线共面的地5相连，共面波导将电磁能量传给偶极子，从而产生辐射，下套筒4形状为上窄下宽的内部挖空的梯形覆铜，只在梯形上底部与共面波导的地5桥连，梯形上下底的宽度根据实际应用环境确定。下面结合具体实施例来说明。实施例参见图1、图2所示，本专利技术L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线实施方式为：由一块印制板实现，印制板上蚀刻出偶极子、套筒、馈电共面波导等功能单元。本专利技术选择的介质板1是Arlong生产的AD255介质板，厚度为40mil，即1.016mm，相对介电常数为2.55。上半振子2、上套筒3、下套筒4、共面波导的地5、共面波导的地8、共面波导的信号线7均为铜皮，覆铜厚度为1oz/ft2，过孔6为沉铜过孔，孔径为0.5mm，共面波导线宽特性阻抗为50欧姆。本专利技术中，为防止铜在空气中发生氧化，对上半振子2、上套筒3、下套筒4、共面波导的地5及8、共面波导的信号线7均进行镀金处理。参见图3、4所示，图3为本专利技术天线驻波比与频率的关系，结果为驻波小于2的百分比带宽为21%；图4为方位面辐射方向图，增益为2.64dBi。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线，其特征在于，所述天线包括由印制板（1）及刻蚀于该印制板（1）上的印制线；所述印制线包括印刷套筒偶极子和共面波导馈电线，所述印刷套筒偶极子分为上、下两部分，在尺寸上，上、下两部分各占偶极子总长度的二分之一；其中，上半部分由上半振子（2）和上套筒（3）组成；上半振子（2）为矩形覆铜，上套筒（3）为碗状的覆铜，上套筒（3）的空腔宽度为上半振子（2）宽度的两倍；上套筒（3）的深度为上半振子（2）高度的二分之一；下半部分由下套筒（4）和共面波导共同组成，其中，共面波导由地（5及8）和信号线（7）组成，共面波导的特性阻抗范围为45欧姆～55欧姆，信号线（7）与上半振子（2）相连，与信号线（7）共面的地（5）与上套筒（3）及下套筒（4）相连并与下套筒（4）共同构成下半振子，与信号线（7）不共面的地（8）通过两个过孔（6）和前述与信号线共面的地（5）相连，下套筒（4）形状为上窄下宽的内部挖空的梯形覆铜，只在梯形上底部与共面波导的地（5）桥连，梯形上下底的宽度根据实际应用环境确定。

【技术特征摘要】
1.一种L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线，其特征在于，所述天线包括有印制板(1)及刻蚀于该印制板(1)上的印制线；所述印制线包括印刷套筒偶极子和共面波导馈电线，所述印刷套筒偶极子分为上、下两部分，在尺寸上，上、下两部分各占偶极子总长度的二分之一；其中，上半部分由上半振子(2)和上套筒(3)组成；上半振子(2)为矩形覆铜，上套筒(3)为碗状的覆铜，上套筒(3)的空腔宽度为上半振子(2)宽度的两倍；上套筒(3)的深度为上半振子(2)高度的二分之一；下半部分由...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗换彩，刘天保，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12