一种缝隙贴片天线制造技术

本发明专利技术公开了一种缝隙贴片天线，属于数字多波束天线技术领域。其包括贴片层、馈电网络层和金属背腔，贴片层和馈线层两者的主体为微波介质板材料，金属背腔对微波介质板实现结构支撑。本发明专利技术具有小型化、带宽宽、结构紧凑、可实现圆极化辐射的特点。实现圆极化辐射的特点。实现圆极化辐射的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种缝隙贴片天线


[0001]本专利技术涉及到数字多波束天线
，特别涉及一种缝隙贴片天线。

技术介绍

[0002]目前，在卫星通信领域通信的频谱越来越宽，对射频终端的要求也越来越高，这就需要天线的工作带宽也逐渐拓宽。卫星通信、导航通信系统往往需要设备，具有收、发信号功能，且收发信号的频段不同，对天线提出的要求就是，多频、宽带工作；随着相控阵天线技术的快速发展，其独有的技术优势使其越来越受到广大工程技术人员的重视，天线辐射单元作为相控阵天线的关键技术部件之一，其性能的优良程度直接影响卫星通信的质量。
[0003]现阶段圆极化微带天线主要有以下几种形式：
[0004]1、对角线切角圆极化微带天线：该形式天线结构简单，轮廓低，但天线轴比、驻波带宽小于2％。
[0005]2、集成电桥的圆极化微带天线形式，该形式的微带天线轴比、驻波带宽较宽通常其小于3dB轴比带宽大于15％，小于2的驻波带宽大于20％，但外接圆极化电桥占用空间较大、馈线冗长、差损较大，不利于天线、网络一体化设计。
[0006]3、缝隙耦合圆极化微带天线，该形式的圆极化微带天线与传统的圆极化微带天线比较，具有阻抗、轴比带宽宽的特点，但由于缝隙结构的不对称性，往往需要加载隔离电阻实现较宽的轴比带宽，这样产生了两个问题：一方面，隔离电阻需要人工焊接，当阵列规模较大时，需要巨大的工作量，又很难保证单元焊接的一致性；另一方面，隔离电阻会产生一定的差损，导致辐射增益不同程度的下降。
[0007]以上几种圆极化微带天线各有优缺点，虽个别指标特性较优，它们的共性缺陷是无法满足小型化宽频段工作的技术要求，尤其是作为宽带圆极化的数字多波束阵列天线单元。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术提供了一种缝隙贴片天线，其具有小型化、带宽宽、结构紧凑并且能够实现不同微波频段圆极化辐射的特点。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0010]一种缝隙贴片天线，包括射频接插件以及从上到下顺次设置的贴片层、馈电网络层和金属背腔；
[0011]所述贴片层，其主体为截面呈正方形的第一介质板；所述第一介质板的上表面设有两个辐射贴片；所述辐射贴片均包括矩形结构和极化矩形枝节；所述极化矩形枝节位于矩形结构短边的一侧并与短边紧贴，且极化矩形枝节的长边和矩形结构的长边在同一直线上；两个辐射贴片关于第一介质板上表面的几何中心呈180
°
旋转对称，且所述直线远离几何中心并平行于第一介质板其中一边；
[0012]所述馈电网络层，其主体为第二介质板，所述第二介质板的上表面设有金属地；所
述金属地的中心设有矩形缝隙，矩形缝隙平行于所述直线；所述第二介质板的下表面设有微带馈线，微带馈线垂直于矩形缝隙，且微带馈线一端经过矩形缝隙在第二介质板下表面的投影；
[0013]所述第一介质板的上表面的每个顶角位置还设有矩形条带；每个矩形条带分别平行于相邻的一边，且相邻的矩形条带关于第一介质板上表面的几何中心90
°
旋转对称；每个矩形条带的下表面设有过孔阵列，过孔阵列贯穿第一介质板并连接金属地；所述金属地与辐射贴片之间还通过垂直两者的馈电过孔连接，所述馈电过孔包括两个，分别位于矩形缝隙长边两侧且关于所述几何中心镜像对称；
[0014]所述射频接插件的外导体连接金属地，内导体连接微带馈线的另一端。
[0015]进一步的，所述过孔阵列为等间距的4个过孔，过孔的排列方向和矩形条带延伸方向一致。
[0016]进一步的，所述过孔的截面为正方形。
[0017]进一步的，所述第一介质板和第二介质板的材料均为微波介质板材料；所述金属背腔为铝材。
[0018]进一步的，所述馈电过孔的截面为正方形。
[0019]本专利技术采取上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0020]1、本专利技术天线装置具有结构紧凑，简单，电尺寸小的，适用于较高频段的有源集成设计。
[0021]2、本专利技术天线装置具有圆极化辐射功能，可满足数字多波束天线对辐射单元的苛刻的技术要求。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例的结构示意图。
[0023]图2是图1中馈电网络层上表面示意图。
[0024]图3是图1中馈电网络层下表面示意图。
[0025]图4为图1中金属背腔结构示意图。
[0026]图中：1、贴片层，2、金属地，3、馈电网络层，4、背腔层，5、辐射贴片，6、极化矩形枝节，7、矩形缝隙，8、馈电过孔，9、过孔阵列，10，矩形条带，11、微带馈线。
具体实施方式
[0027]下面，结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。
[0028]一种缝隙贴片天线，其包括贴片层1、馈电网络层3、金属背腔4，贴片层1和馈电网络层3为微波介质板材料，金属背腔4对上述的介质板实现结构支撑。
[0029]所述的贴片层1位于天线体的最上层，为微波介质板材料，截面呈正方形，上表面设置有一对辐射贴片5，这对辐射贴片关于贴片层表面几何中心点180
°
旋转对称旋转对称。
[0030]进一步地，辐射贴片5呈矩形结构，在长边外侧延伸方向设置有极化矩形枝节6，二者构成一整体多边形图形，由印制板敷铜构成。
[0031]进一步地，在一对辐射贴片5相邻长边边缘均设置有馈电过孔8，馈电过孔截面呈正方形且关于结婚中心镜像对称；
[0032]进一步地，馈电网络层的上表面设有金属地2，金属地2为金属敷铜材质，且其开有矩形缝隙7，其几何中心点与贴片层1下表面几何中心点重合，延伸方向与辐射贴片5长边延伸方向一致；
[0033]临近贴片层1的顶点内侧，分别设置有过孔阵列9，其为等间距设置的正方体过孔阵列，排列方向与临近长边平行；
[0034]进一步地，四个过孔阵列9关于贴片层1中心旋转90
°
对称；
[0035]进一步地，在贴片层上表面与四个过孔阵列9对应位置设置有矩形条带10，其为矩形条状，延伸方向与过孔延伸方向一致；
[0036]在贴片层1正下方设置馈电网络层3，馈电网络层3下表面设置有微带馈线11，其延伸方向与矩形缝隙7延伸方向垂直正交；
[0037]进一步地，微带馈线11一端经过矩形缝隙7在馈电网络层3下表面投影区域，另一端用于信号输出馈入射频接插件；所述射频接插件的外导体连接金属地，内导体连接微带馈线的另一端。
[0038]在馈电网络层3的下方设置有金属背腔4，内腔呈正方体结构，其边沿结构对贴片层1和馈电网络层3提供结构支撑；
[0039]下面为一个更具体的实施例：
[0040]如图1～4所示，本实施例包括贴片层1、馈电网络层3、金属背腔4。金属背腔4对贴片层和馈电网络层实现结构支撑。在馈电网络层下表面设置有微带馈线11，射频接插件的外导体焊接在介质层3的下表面金属地层上，内导体焊接在微带馈线11上，接插件法兰固定在金属背腔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缝隙贴片天线，包括射频接插件以及从上到下顺次设置的贴片层、馈电网络层和金属背腔；其特征在于，所述贴片层，其主体为截面呈正方形的第一介质板；所述第一介质板的上表面设有两个辐射贴片；所述辐射贴片均包括矩形结构和极化矩形枝节；所述极化矩形枝节位于矩形结构短边的一侧并与短边紧贴，且极化矩形枝节的长边和矩形结构的长边在同一直线上；两个辐射贴片关于第一介质板上表面的几何中心呈180
°
旋转对称，且所述直线远离几何中心并平行于第一介质板其中一边；所述馈电网络层，其主体为第二介质板，所述第二介质板的上表面设有金属地；所述金属地的中心设有矩形缝隙，矩形缝隙平行于所述直线；所述第二介质板的下表面设有微带馈线，微带馈线垂直于矩形缝隙，且微带馈线一端经过矩形缝隙在第二介质板下表面的投影；所述第一介质板的上表面的每个顶角位置还设有矩形条带；每个矩形条带分别平行于相...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋长宏，梅立荣，牛茂刚，李振生，
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：