一种沿载体表面定向辐射的共面天线制造技术

本发明专利技术涉及一种沿载体表面定向辐射的共面天线，属于天线技术领域。包括：介质基板，有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片、金属短路销钉和射频电缆插座。有源辐射器贴片、引向器贴片和反射器贴片均附着在介质基板的一侧(载体表面朝外一侧)；介质基板另一侧整面覆铜，射频电缆插座焊接在这一侧，并位于有源辐射器贴片的背面，从底部给有源辐射器贴片馈电，馈电位置在贴片中心，本发明专利技术的沿载体表面定向辐射的共面天线可嵌入载体表面与载体共面设计。面设计。面设计。

【技术实现步骤摘要】
一种沿载体表面定向辐射的共面天线


[0001]本专利技术属于天线
，具体涉及一种沿载体表面定向辐射的共面天线，在沿载体表面的切线方向上形成垂直极化(垂直于载体表面)定向辐射。

技术介绍

[0002]在高速移动的载体上往往需要安装具有不同功能的多个天线，例如导航、通信、雷达、测高天线等。目前这些天线多为外露式天线，不仅会影响载体气动性能，且在装配位置上会发生冲突，存在物理遮挡和电磁兼容问题。共面天线解决上述问题具有独特优势。
[0003]共面天线可以与形态各异的复杂载体共面设计，并成为其表面的一部分且不对其气动性能造成影响，具有较好的电磁兼容性。共面天线由于其自身的独特优势，例如：与载体结构外形紧密结合，不改变载体的气动性能，减少天线对载体的影响；共面天线可以广泛的应用在飞行器、舰船和车辆等表面上，可以有效减少外露式天线的数目，解决物理遮挡、电磁兼容等问题，特别是在缩减雷达散射截面(RCS)方面发挥作用。
[0004]在民用通信系统中，对移动通信天线提出更苛刻的要求，在体积方面要求小型化、低剖面、易安装等，共面天线就是在当代移动通信提出了更高的要求下逐步发展起来的。
[0005]对于沿载体表面定向辐射的天线通常采用引向天线的形式实现，传统形式是由垂直于载体表面的单极子天线或偶极子天线构成，在实现沿载体表面定向辐射时，由于单极子天线和偶极子天线是一种谐振式工作的天线，其工作需要一定的电长度，如偶极子需要0.5个工作波长的谐振长度。
[0006]在现有技术中，有利用顶加载技术降低单极子天线高度，实现低剖面设计，但是天线的高度和结构依然存在难以共面设计的问题，并且具有较大的尺寸。本专利技术采用的微带天线形式本身具有平面结构。现有技术中还有利用主模工作的微带天线作为单元构成定向辐射的技术，但是利用主模工作的微带天线构成的定向辐射天线在金属地板较大时波束上翘明显，水平面内增益较低。近年来，等效为磁流辐射的单元被应用于解决上述技术问题，但是依然存在尺寸较大，反射器缺乏灵活设计的问题，因而提出一种沿载体表面定向辐射的共面天线就有了很大的实际应用价值。

技术实现思路

[0007]要解决的技术问题
[0008]为了解决垂直极化定向辐射天线沿载体表面的共面设计问题，本专利技术提出了以小型化基摸(或静态摸)工作的微带贴片天线为单元构成定向天线，天线极化为垂直极化(极化方向与载体表面垂直)，且在沿载体表面的切线方向(垂直于载体表面法线的方向)上形成定向辐射。
[0009]技术方案
[0010]一种沿载体表面定向辐射的共面天线，其特征在于包括：介质基板、有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片和金属短路销钉，所述介质基板的一面覆有源辐射器贴片、引
向器贴片、反射器贴片，另一面整体为金属覆层；所述有源辐射器贴片上加载有多个金属短路销钉，且均匀分布在以贴片中心为圆心的一定半径的圆周上；所述引向器贴片上加载有多个金属短路销钉，且一个位于引向器贴片中心，其余均匀分布在以贴片中心为圆心的一定半径的圆周上；所述反射器贴片上加载有多个金属短路销钉，且有一个位于反射器贴片中心，其余均匀分布在以贴片中心为圆心的一定半径的圆周上；所述射频电缆插座置于所述介质基板下表面，位于有源辐射器贴片背面，且与有源辐射贴片相连。
[0011]本专利技术方案更进一步的说：所述的有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片均为平面结构，可为圆形、椭圆形、或多边形。
[0012]本专利技术方案更进一步的说：所述的有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片为金属材质。
[0013]本专利技术方案更进一步的说：所述的有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片为铜。
[0014]本专利技术方案更进一步的说：所述的引向器贴片对电磁波辐射起引向作用，直径为有源辐射器贴片直径的0.8～0.95倍，数量可为一个或多个，且位于有源辐射器贴片一侧的一条直线上，间距为0.3到0.5个波长，排列成一条直线。
[0015]本专利技术方案更进一步的说：所述的反射器贴片置于有源辐射器贴片相对于引向器贴片的另一侧，对电磁波辐射起反射作用，直径为有源辐射器贴片的1～1.2倍，数量可为一个或多个，与有源辐射贴片的间距为0.3到0.6个波长，排列形式可与有源辐射贴片和引向贴片在一条直线上，也可垂直于有源辐射贴片和引向器贴片的连线。
[0016]本专利技术方案更进一步的说：所述的引向器贴片上加载3～5个金属短路销钉。
[0017]本专利技术方案更进一步的说：所述的反射器贴片上加载3～5个金属短路销钉。
[0018]本专利技术方案更进一步的说：所述的射频电缆插座外导体法兰与地板相连，射频电缆插座芯线穿过介质基板与有源辐射贴片中心相连。
[0019]本专利技术方案更进一步的说：所述的金属短路销钉为圆柱或圆管，其直径远远小于工作波长，且金属短路销钉穿过介质基板将上表面贴片与下表面地板相连。
[0020]有益效果
[0021]本专利技术提出的一种沿载体表面定向辐射的共面天线，解决了两个问题：一是解决了垂直极化天线与载体表面共面设计问题；二是解决了共面天线沿载体表面定向辐射的问题。
[0022]本专利技术应用从底部中心馈电的圆形微带贴片天线，解决了垂直极化定向辐射天线沿载体表面的共面设计问题，实现了垂直极化定向辐射天线沿载体表面的共面设计，提供了一种沿载体表面定向辐射的共面天线，可实现沿载体表面的切线方向(垂直于载体表面法线的方向)上定向辐射的天线设计。具有结构简单，隐蔽性好，不影响载体外型气动力特性，电性能稳定、可靠及易于批量生产的优点。
附图说明
[0023]图1为本专利技术技术实施例天线1的整体结构图：(a)介质基板上表面；(b)介质基板下表面；
[0024]图2为本专利技术技术实施例天线1的结构装配图1；
[0025]图3为本专利技术技术实施例天线1的结构装配图2；
[0026]图4为本专利技术技术实施例天线2的整体结构图：(a)介质基板上表面；(b)介质基板下表面；
[0027]图5为本专利技术技术实施例天线2的结构装配图1；
[0028]图6为本专利技术技术实施例天线2的结构装配图2；
[0029]图7为本专利技术技术实施例天线1的电压驻波比；
[0030]图8为本专利技术技术实施例天线1的ZOX方向图；
[0031]图9为本专利技术技术实施例天线1的XOY方向图；
[0032]图10为本专利技术技术实施例天线2的电压驻波比；
[0033]图11为本专利技术技术实施例天线2的ZOX方向图；
[0034]图12为本专利技术技术实施例天线2的XOY方向图。
[0035]说明标记说明：1-介质基板、2-有源辐射器贴片、3-引向器贴片、4-反射器贴片、 5-金属短路销钉、6-射频电缆插座、101-介质基板的上表面、102-介质基板的下表面。
具体实施方式
[0036]现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0037]本专利技术提出的沿载体表面定向辐射的共面天线，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沿载体表面定向辐射的共面天线，其特征在于包括：介质基板、有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片和金属短路销钉，所述介质基板的一面覆有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片，另一面整体为金属覆层；所述有源辐射器贴片上加载有多个金属短路销钉，且均匀分布在以贴片中心为圆心的一定半径的圆周上；所述引向器贴片上加载有多个金属短路销钉，且一个位于引向器贴片中心，其余均匀分布在以贴片中心为圆心的一定半径的圆周上；所述反射器贴片上加载有多个金属短路销钉，且有一个位于反射器贴片中心，其余均匀分布在以贴片中心为圆心的一定半径的圆周上；所述射频电缆插座置于所述介质基板下表面，位于有源辐射器贴片背面，且与有源辐射贴片相连。2.根据权利要求1所述的一种沿载体表面定向辐射的共面天线，其特征在于：所述的有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片均为平面结构，可为圆形、椭圆形、或多边形。3.根据权利要求1所述的一种沿载体表面定向辐射的共面天线，其特征在于：所述的有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片为金属材质。4.根据权利要求3所述的一种沿载体表面定向辐射的共面天线，其特征在于：所述的有源辐射器贴片、引向器贴片、反射器贴片为铜。5.根据权利要求1所述的一种沿载体表面定向辐射的共面天线，其特征在于：所述的引向器贴片对...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅光，周祺磊，牛传峰，陈曦，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：