不对称辐射体的顶角馈入式微带阵列天线制造技术

一种不对称辐射体的顶角馈入式微带阵列天线，包括传输线及安装在传输线上的多个辐射体，该传输线上具有一馈入点，其特征在于：每个该辐射体为以电流的流动方向的正交方向为对称轴的菱形结构，且该电流方向的对角线的长度为辐射波长的二分之一左右，该对称轴被其与电流方向对角线的交点分割为两段，该两段中至少有一段的长度大于辐射波长的四分之一。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种顶角馈入式微带阵列天线，特别是关于一种不对称辐射体的顶角馈入式微带阵列天线。在附图说明图1A中，当微带天线工作时，电磁场大多集中在辐射体/微带(Patch/Microstrip)与接地部(Ground)中间的印刷电路基板(PCB)介质中。在图1B中，微带天线工作时，电磁场则大多集中在辐射体/微带与接地部中间的空气与印刷电路板基板介质中。为了降低电磁波传输损耗，可选取较空气介质厚度薄很多的印刷电路板(基板12’)当介质，或选用较厚的空气介质，使散布在空气中的电磁能量占大部分。如此，即可让图1B当中的天线等效损耗正切比图1A当中的天线损耗正切降低，所以能够有效降低电磁波的损耗。其次，不需使用较低损耗的基板，即可得到较低的损耗，故可选用较便宜的板材，即可降低成本。再次，其组装简便。由于空气悬浮式微带天线的结构为单面结构，电路板较容易达成，而焊接点也只有一个，只需适当的支撑与固定即可，因此，其组装简便容易。在空气悬浮式微带天线当中，顶角馈入式微带天线(Corner fedsquare patches antenna)为其中的一种，如图2所示，其为运用正方形辐射体(Square radiation patch)21的顶角馈入式微带阵列天线20的电路结构图。天线的运作为从馈入点24馈入信号，并由以阵列方式排列的正方形辐射体21辐射，再配合传输线22与阻抗匹配部23的设计，即形成完整的阵列天线。在线性极化(linear polarization)天线中，和极化方向垂直的分量，也即，交叉极化(cross polarization)必须尽量减小，如图3所示。而此种传统的顶角馈入式微带阵列天线，其正方形辐射体为对称排列，随着d的增加，其水平面交叉极化(H-plane-cross-polarization)会随着角度增加而提高，交叉极化在d为零度即天线正前方的交叉极化为最小值，如图6所示。因此，如何减小交叉极化的量，成为顶角馈入式微带阵列天线的设计重点。为了达到上述目的，本技术提供一种不对称辐射体的顶角馈入式微带阵列天线，包括传输线及安装在传输线上的多个辐射体，该传输线上具有一馈入点，其中，每个该辐射体为以电流的流动方向的正交方向为对称轴的菱形结构，且该电流方向的对角线的长度为辐射波长的二分之一左右，该对称轴被其与电流方向对角线的交点分割为两段，该两段中至少有一段的长度大于辐射波长的四分之一。如上所述的不对称辐射体的顶角馈入式微带阵列天线，其中，多个不对称辐射体以矩阵形式排列，每列的该不对称辐射体以传输线相连接，且每排该不对称辐射体的形状相同，并以该馈入点为左右对称点。本技术的有益效果是，传输线在水平面(H-plane)夹角d不为零时，由于相位关系使得左右两边传输线辐射的电磁波无法完全抵销，使得水平面交叉极化的辐射量随着d增加而增加；而利用不对称的辐射体，使其辐射和传输线辐射的电磁波相位相差180度的电磁波，从而达到降低交叉极化的效应。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。请参考图4，其为运用上述概念所制成的采用不对称辐射体的顶角馈入式微带阵列天线30。本技术的特点在于将已知技术的正方形辐射体21改为第一不对称辐射体31与第二不对称辐射体32，而其余的馈入点35、传输线33与阻抗匹配部34均与已知的设计相同。其中，第一不对称辐射体31与第二不对称辐射体32的形状为菱形结构，并以与电流方向(即极化方向，参图3中)的正交方向(即交叉极化方向，参图3中)为对称轴。关于二个轴对称也即，电流方向的对角线长度为λ/2(波长的二分之一)左右，而与电流方向垂直的部分，第一不对称辐射体31的左右两边各为W1、W2，第二不对称辐射体32的左右两边各为W3、W4，比较图2即可发现其差异。在设计上，W1、W2、W3、W4的距离，要使得对称轴两垂线至少有一段的长度大于辐射波长的四分之一，使辐射体辐射和传输线相位相差180度的交叉极化电磁波。如图4所示，第一不对称辐射体31与第二不对称辐射体32为不同形状，不过，每排的不对称辐射体的形状相同。此外，由传输线33所连接的每一列当中的不对称辐射体，又以馈入点35为对称点。如此仍可保持左右对称，使得左右辐射体所辐射的交叉极化电磁波相位相差180度，能够互相抵销。接下来，请参考图5，其为模拟已知技术的运用正方形辐射体的水平面交叉极化(H-plane cross polarization)图形，分别在3.4GHz(百万千赫兹)、3.5GHz、3.6GHz、3.7GHz频率下所做的模拟图形。图6所示为模拟本技术的运用不对称辐射体的水平面交叉极化(H-planecross polarization)的水平面交叉极化图形，分别在3.4GHz(百万千赫兹)、3.5GHz、3.6GHz、3.7GHz频率下所做的模拟图形。比较图5、图6两图，可发现，本技术的运用不对称辐射体，在3.4GHz时，且d为30度时，可降低约9dB的垂直极化分量。虽然本技术的较佳实施例已公开如上，但是并非用来限定本技术，本
的普通技术人员，在不脱离本技术的精神和范围内，作出的些许的更动与润饰，均在本技术的范围内。权利要求1.一种不对称辐射体的顶角馈入式微带阵列天线，包括传输线及安装在传输线上的多个辐射体，该传输线上具有一馈入点，其特征在于每个该辐射体为以电流的流动方向的正交方向为对称轴的菱形结构，且该电流方向的对角线的长度为辐射波长的二分之一左右，该对称轴被其与电流方向对角线的交点分割为两段，该两段中至少有一段的长度大于辐射波长的四分之一。2.如权利要求1所述的不对称辐射体的顶角馈入式微带阵列天线，其特征在于，多个不对称辐射体以矩阵形式排列，每列的该不对称辐射体以传输线相连接，且每排该不对称辐射体的形状相同，并以该馈入点为左右对称点。专利摘要本技术是一种不对称辐射体的顶角馈入式微带阵列天线，其不对称辐射体是运用以电流的流动方向(极化方向)的正交方向做为对称轴的菱形结构，且电流方向的对角线距离为辐射波长的二分之一，而对称轴的两垂线有一个以上的距离大于辐射波长的四分之一；如此的设计，即可达到可降低水平面交叉极化的垂直极化分量的目的。文档编号H01Q13/08GK2565157SQ0224231公开日2003年8月6日 申请日期2002年7月29日 优先权日2002年7月29日专利技术者倪势凯 申请人:寰波科技股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪势凯，
申请(专利权)人：寰波科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：