一种矩阵式高效天线装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种矩阵式高效天线装置，包括基板、设于基板上表面的呈矩阵排列的多个天线单元、分别与多个天线单元连接的多个馈线和覆盖设于相邻天线单元之间的屏蔽件，所述天线单元包括上层辐射基片和贴在所述上层辐射基片朝向空间上表面的上层高频辐射贴片，下层辐射基片和贴在所述下层辐射基片朝向上层辐射基片上表面的下层低频辐射贴片，所述上层高频辐射贴片与下层低频辐射贴片之间设有高频天线馈针，所述下层低频辐射贴片与基板之间设有低频天线馈针；本实用新型专利技术提供的矩阵天线，实现天线的收发一体，并满足双频双圆极化功能，可使上述应用场景下的天线数量减半，实现天线在大角度范围的较高增益。

【技术实现步骤摘要】
一种矩阵式高效天线装置
本技术属于无线射频识别
，具体涉及一种矩阵式高效天线装置。
技术介绍
多波束天线在卫星通信系统中已经得到广泛应用，双频、双圆极化是其重要研究方向之一，多波束天线利用多个波束覆盖所要求的范围，通过切换波束来准确指向目标，实现实时通信。与单波束天线相比，多波束天线能够以较高增益来覆盖较大区域。基于微带阵列的多波束天线是目前研究的热点，其优势在于成本低、复杂度远小于相控阵天线且控制策略简单，阵元数较少时，优势更为明显。多波束天线的波束形成网络多为基于电路形式的矩阵，矩阵具有平衡的电路径，从而具有宽带特性，并且实现方式简单、成本低廉，因此它是多波束天线最常用的馈电网络之一。现有的矩阵式天线，独立的小天线线圈之间紧密排列，由于天线线圈的辐射范围会大于设定的固定范围，因此，在某个天线线圈工作期间，会产生误读和干扰问题，即错误的读取临近小天线上方的标签，并对临近小天线线圈的读取产生干扰，此外普通矩阵式平板天线采用的是传输波导，波导虽然传输损耗小，但波导的尺寸设计要非常精确，波导腔体的加工工艺要求很高，增加损耗，无法满足低成本、小尺寸、高性能的要求。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决
技术介绍
中所提出的问题，而提供一种矩阵式高效天线装置，实现天线的收发一体，并满足双频双圆极化功能，可使上述应用场景下的天线数量减半，实现天线在大角度范围的较高增益。本技术的目的是这样实现的：一种矩阵式高效天线装置，包括基板、设于基板上表面的呈矩阵排列的多个天线单元、分别与多个天线单元连接的多个馈线和覆盖设于相邻天线单元之间的屏蔽件，所述天线单元包括上层辐射基片和贴在所述上层辐射基片朝向空间上表面的上层高频辐射贴片，下层辐射基片和贴在所述下层辐射基片朝向上层辐射基片上表面的下层低频辐射贴片，所述上层高频辐射贴片与下层低频辐射贴片之间设有高频天线馈针，所述下层低频辐射贴片与基板之间设有低频天线馈针。进一步的，所述相邻天线单元的线圈之间设有馈线通道，所述馈线布置在所述馈线通道内，所述屏蔽件覆盖在所述馈线通道上，所述屏蔽件覆盖相邻天线单元的间隙区域。进一步的，所述上层高频辐射贴片一个对角线的两端各形成一个圆极化切角，所述下层低频辐射贴片一个对角线的两端各形成一个圆极化切角。进一步的，所述下层辐射基片四个侧面分别有拓展辐射条带，所述拓展辐射条带与下层低频辐射贴片连接形成伞状结构。进一步的，所述下层低频辐射贴片与上层高频辐射贴片的两条对角线分别平行，形成圆极化切角的两条对角线不平行。进一步的，所述天线单元线圈的形状为矩形、圆形、或椭圆形，所述天线单元由内而外在基板上按圆环形布局形成多波束天线阵，所述基板上设与天线单元相对应的、用于连接天线单元和基板的固定孔。进一步的，所述天线线圈的形状为矩形、圆形、或椭圆形，所述天线单元采用1×4的线阵方式进行组阵形成多波束天线阵。进一步的，所述屏蔽件为金属屏蔽层，所述屏蔽件接地，所述屏蔽件上设置有开口。进一步的，所述上层辐射基片的厚度为4-6mm，所述下层辐射基片的厚度为1-2mm，所述上层高频辐射贴片、下层低频辐射贴片、拓展辐射条带为厚度为0.03～0.15mm。进一步的，所述上层辐射基片为介电常数为8～80的微波介质材料，所述下层辐射基片为介电常数为6～40的微波介质材料，所述高频天线馈针和低频天线馈针均为铍青铜材质，所述基板采用铝板。进一步的，所述上层辐射基片用于S频段测控天线，所述下层辐射基片用于L频段左旋圆极化天线，所述上层辐射基片和下层辐射基片利用同轴线进行馈电，所述下层辐射基片的几何尺寸为：长×宽×高＝46.1mm×51mm×2mm，所述基片材料的介电常数为8，介电损耗为0.001，所述上层辐射基片的几何尺寸为：长×宽×高＝34.5mm×32.5mm×6mm，基片材料的介电常数为15，介电损耗为0.001；所述上层高频辐射贴片的尺寸为32mm×30mm，上层高频辐射贴片的圆极化切角的长度为6.2mm，下层低频辐射贴片的尺寸为46.1mm×51mm，下层低频辐射贴片的圆极化切角的长度为6mm，侧面的拓展辐射条带的尺寸为16mm×1mm，位置居中。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1、本技术提供的一种矩阵式高效天线装置，天线采用上下两层来实现双频特性，通过引入两个切角来实现圆极化，上层代表S频段右旋圆极化天线，下层代表L频段左旋圆极化天线，利用同轴线进行馈电2、本技术提供的一种矩阵式高效天线装置，基于L和S波段的应用背景，天线由双层双圆极化微带天线单元组成，其波束指向可通过改变馈电相位来控制，针对L和S波段，两个波段都实现了天线法线±60°范围内增益大于5dB的波束覆盖，具有增益高、波束方向可控、结构紧凑等特点。3、本技术提供的一种矩阵式高效天线装置，通过屏蔽件可以减少相邻天线线圈之间的无线干扰和误读的情况发生，进而每个天线线圈读取固定范围上方的电子标签，不会读取临近天线线圈上方的标签，屏蔽件接地，且屏蔽件的纵向或横向上设置有开口，屏蔽件可以形成一个非封闭的接地，以免对天线的磁场和频率产生干扰。附图说明图1是本技术一种矩阵式高效天线装置结构示意图。图2是本技术一种矩阵式高效天线装置天线单元示意图。图3是本技术一种矩阵式高效天线装置天线单元俯视图。图4是本技术一种矩阵式高效天线装置天线单元侧视图。图5是本技术实施例2示意图。图中：1、基板；2、天线单元；21、上层辐射基片；22、上层高频辐射贴片；23、高频天线馈针；24、下层辐射基片；25、下层低频辐射贴片；26、低频天线馈针；27、拓展辐射条带；28、上层圆极化切角；29、下层圆极化切角；3、馈线；4、屏蔽件。具体实施方式下面结合附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1结合图1-4，一种矩阵式高效天线装置，包括采用铝板的基板1、设于基板1上表面的呈矩阵排列的多个天线单元2、分别与多个天线单元2连接的多个馈线3和覆盖设于相邻天线单元2之间的屏蔽件4，所述天线单元2的线圈的形状为矩形，所述天线单元2按个数1、6及12由内而外分三层在基板上，由内而外在基板1上按圆环形布局，所述基板1上设与天线单元2相对应的、用于连接天线单元2和基板1的固定孔。所述相邻的天线单元2线圈之间设有馈线通道，所述馈线3布置在所述馈线通道内，所述屏蔽件4覆盖在所述馈线通道上，所述屏蔽件4为金属屏蔽层，所述屏蔽件4覆盖相邻天线单元2的间隙区域，通过屏蔽件4可以减少相邻天线线圈之间的无线干扰和误读的情况发生，进而每个天线线圈读取固定范围上方的电子标签，不会读取临近天线线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矩阵式高效天线装置，其特征在于：包括基板（1）、设于基板（1）上表面的呈矩阵排列的多个天线单元（2）、分别与多个天线单元（2）连接的多个馈线（3）和覆盖设于相邻天线单元（2）之间的屏蔽件（4），所述天线单元（2）包括上层辐射基片（21）和贴在所述上层辐射基片（21）朝向空间上表面的上层高频辐射贴片（22），下层辐射基片（24）和贴在所述下层辐射基片（24）朝向上层辐射基片（21）上表面的下层低频辐射贴片（25），所述上层高频辐射贴片（22）与下层低频辐射贴片（25）之间设有高频天线馈针（23），所述下层低频辐射贴片（25）与基板（1）之间设有低频天线馈针（26）。/n

【技术特征摘要】
1.一种矩阵式高效天线装置，其特征在于：包括基板（1）、设于基板（1）上表面的呈矩阵排列的多个天线单元（2）、分别与多个天线单元（2）连接的多个馈线（3）和覆盖设于相邻天线单元（2）之间的屏蔽件（4），所述天线单元（2）包括上层辐射基片（21）和贴在所述上层辐射基片（21）朝向空间上表面的上层高频辐射贴片（22），下层辐射基片（24）和贴在所述下层辐射基片（24）朝向上层辐射基片（21）上表面的下层低频辐射贴片（25），所述上层高频辐射贴片（22）与下层低频辐射贴片（25）之间设有高频天线馈针（23），所述下层低频辐射贴片（25）与基板（1）之间设有低频天线馈针（26）。


2.根据权利要求1所述的一种矩阵式高效天线装置，其特征在于：所述相邻的天线单元（2）线圈之间设有馈线通道，所述馈线（3）布置在所述馈线通道内，所述屏蔽件（4）覆盖在所述馈线通道上，所述屏蔽件（4）覆盖相邻天线单元（2）的间隙区域。


3.根据权利要求1所述的一种矩阵式高效天线装置，其特征在于：所述上层高频辐射贴片（22）一个对角线的两端各形成一个上层圆极化切...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江，白玲，孙宜军，吴海迁，焦良全，
申请(专利权)人：中国通信建设集团设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11