双频段圆极化金属贴片天线制造技术

本发明专利技术提供双频段圆极化金属贴片天线，涉及天线技术领域。天线包括金属接地板、金属辐射贴片、第一馈电探针以及第二馈电探针，第一馈电探针与第二馈电探针位于金属接地板与金属辐射贴片之间，且两者的接地端分别连接在金属接地板的上表面，馈电端分别与金属辐射贴片下表面相连，第一馈电探针与金属辐射贴片的相连点形成第一馈电点，第二馈电探针与金属辐射贴片的相连点形成第二馈电点，第一馈电点与第二馈电点分别位于金属辐射贴片的两端，金属辐射贴片上设置有用于导向第一馈电点馈电电流的第一缝隙与用于导向第二馈电点馈电电流的第二缝隙。本发明专利技术设计的天线可实现双频段、圆极化、易组阵的效果。易组阵的效果。易组阵的效果。

【技术实现步骤摘要】
双频段圆极化金属贴片天线


[0001]本专利技术涉及天线
，具体涉及一种双频段圆极化金属贴片天线。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的快速发展、通信标准的持续演进，通信设备的工作频段不断增多，双频段或多频段天线由此而生，这种类型的天线可以实现小型化，有效降低设备的体积和重量。圆极化天线由于具有抗多径衰落、对天线姿态不敏感、受电离层影响较小等诸多优良的电磁特性，在移动通信、导航定位、卫星通信等领域被广泛使用。相控阵天线可以实现电控波束扫描，适合天线波束指向和覆盖范围需要灵活捷变的各类应用场景。因此，设计具有双频段、圆极化等特性的相控阵单元天线，具有较高的实用价值。
[0003]实现天线双频段圆极化工作的常规方案是使用反射面天线，通过在反射面焦点处设置两个馈源天线，并在天线后端分别连接对应频段的圆极化器实现双频段圆极化工作特性，如文献1中报道的采用双圆极化喇叭作为馈源的C波段反射面天线(Ilkyu K,Joshua K,Yahya S.Sigmoid profiled septum:Evaluation of the parabolic reflector with the septum feed horn.2013IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium,2013)。但反射面天线剖面较高、体积较大，如果作为天线单元组成相控阵，会由于阵元间距过大而导致扫描范围太小，进而不实用，因此难以组成相控阵以实现电控扫描。
[0004]解决反射面天线体积过大问题的一种方案是采用体积较小的天线单元进行组阵，由于天线需要具有双频段工作特性，一般需要在天线后端级联双工器。常规双工器按结构形式大致可分为波导和微带两种。波导双工器的体积较大、重量较重，而微带双工器的损耗较大，而且双工器由于具有双频公共端口，存在设计和调试较为困难的问题。
[0005]克服双工器体积较大或损耗较大等问题的一种方案是将双工器从系统中移除，采用收发共口径布阵设计，如文献2中报道的X/Ku双频段圆极化共口径微带天线阵(Jindong Zhang,Wen Wu,Dagang Fang.Dual
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band and dual
‑
circularly polarized shared
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aperture array antennas with single
‑
layer substrate.IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2016,64(1):109
‑
116)。该方案通过对收发两个频段的天线进行分别设计，实现双频段工作。由于收发天线间隔排布，相邻接收或发射单元的间距较大，共口径布阵天线的扫描范围受到一定限制，且由于收发单元的距离较近，耦合较强，天线单元设计和系统电磁兼容性设计难度较大。
[0006]因此，需要设计一种克服上述现有技术存在的问题、同时实现双频段圆极化特性且易于组阵的天线。

技术实现思路

[0007](一)解决的技术问题
[0008]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种双频段圆极化金属贴片天线，解决了现有天线体积大、扫描范围小，难以同时实现天线双频段、圆极化、易组阵的问题。
[0009](二)技术方案
[0010]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0011]双频段圆极化金属贴片天线，包括金属接地板、金属辐射贴片、第一馈电探针以及第二馈电探针，所述第一馈电探针与所述第二馈电探针位于所述金属接地板与所述金属辐射贴片之间，且两者的接地端分别连接在所述金属接地板的上表面，馈电端分别与所述金属辐射贴片下表面相连，所述第一馈电探针与所述金属辐射贴片的相连点形成第一馈电点，所述第二馈电探针与所述金属辐射贴片的相连点形成第二馈电点，第一馈电点与第二馈电点分别位于所述金属辐射贴片的两端，所述金属辐射贴片上设置有用于导向第一馈电点馈电电流的第一缝隙与用于导向第二馈电点馈电电流的第二缝隙。
[0012]所述第一缝隙与所述第二缝隙均为矩形缝隙。
[0013]所述第一缝隙与所述第二缝隙的长度方向与所述金属辐射贴片的宽度方向平行。
[0014]所述第一缝隙与所述第二缝隙位于所述金属辐射贴片的对角位置，且所述第一缝隙的开口与所述第二缝隙的开口分别位于所述金属辐射贴片的对边上，使得贴片天线圆极化方向相同。
[0015]所述第一缝隙与所述第二缝隙位于所述金属辐射贴片的同一侧，且所述第一缝隙的开口与所述第二缝隙的开口分别位于所述金属辐射贴片同一边的两端，使得贴片天线圆极化方向相反。
[0016]优选地，所述第一馈电点与所述第二馈电点均位于所述金属辐射贴片的边缘处，所述第一缝隙与所述第二缝隙位于所述第一馈电点与所述第二馈电点之间，且所述第一缝隙靠近所述第一馈电点开设，所述第二缝隙靠近所述第二馈电点开设。
[0017]优选地，所述第一馈电探针与所述第二馈电探针的馈电端距所述金属接地板的距离H相等。
[0018]优选地，所述第一缝隙的长度L1为47.8mm，宽度W1为6mm，所述第二缝隙的长度L2为47.5mm，宽度W2为7.2mm，所述第一缝隙边缘到所述金属辐射贴片宽度边边缘的距离d1为4mm，所述第二缝隙边缘到所述金属辐射贴片宽度边边缘的距离d2为4.4mm，所述第一馈电点到所述金属辐射贴片长度边边缘的距离s1为39mm，所述第二馈电点到所述金属辐射贴片长度边边缘的距离s2为28.2mm。
[0019]优选地，所述第一缝隙的长度L1为48.2mm，宽度W1为6.8mm，所述第二缝隙的长度L2为47mm，宽度W2为7.5mm，所述第一缝隙边缘到所述金属辐射贴片宽度边边缘的距离d1为4mm，所述第二缝隙边缘到所述金属辐射贴片宽度边边缘的距离d2为5mm，所述第一馈电点到所述金属辐射贴片长度边边缘的距离s1为41.7mm，所述第二馈电点到所述金属辐射贴片长度边边缘的距离s2为26.3mm。
[0020]优选地，所述第一缝隙的长度L1为49.7mm，宽度W1为11.9mm，所述第二缝隙的长度L2为45.9mm，宽度W2为8.5mm，所述第一缝隙边缘到所述金属辐射贴片宽度边边缘的距离d1为7.3mm，所述第二缝隙边缘到所述金属辐射贴片宽度边边缘的距离d2也为7.3mm，所述第一馈电点到所述金属辐射贴片长度边边缘的距离s1为28.2mm，所述第二馈电点到所述金属辐射贴片长度边边缘的距离s2为26.1mm。
[0021]需要说明的是，第一，上述列举的具体尺寸参数的选取是专利技术人经过反复验证而得出的特殊数据，本专利技术的天线相关参数选择上述任一项的尺寸参数时，可在不同工作频
段实现优越的双频段、圆极化特性，且圆极化的旋向可以实现左旋或右旋。
[0022]第二，符合本专利技术天线所需的双频段、圆极化特性的尺寸参数包括但不限于上述数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.双频段圆极化金属贴片天线，其特征在于，包括金属接地板(1)、金属辐射贴片(2)、第一馈电探针(5)以及第二馈电探针(6)，所述第一馈电探针(5)与所述第二馈电探针(6)位于所述金属接地板(1)与所述金属辐射贴片(2)之间，且两者的接地端分别连接在所述金属接地板(1)的上表面，馈电端分别与所述金属辐射贴片(2)下表面相连，所述第一馈电探针(5)与所述金属辐射贴片(2)的相连点形成第一馈电点，所述第二馈电探针(6)与所述金属辐射贴片(2)的相连点形成第二馈电点，第一馈电点与第二馈电点分别位于所述金属辐射贴片(2)的两端，所述金属辐射贴片(2)上设置有用于导向第一馈电点馈电电流的第一缝隙(3)与用于导向第二馈电点馈电电流的第二缝隙(4)。2.如权利要求1所述的双频段圆极化金属贴片天线，其特征在于，所述第一缝隙(3)与所述第二缝隙(4)均为矩形缝隙。3.如权利要求2所述的双频段圆极化金属贴片天线，其特征在于，所述第一缝隙(3)与所述第二缝隙(4)的长度方向与所述金属辐射贴片(2)的宽度方向平行。4.如权利要求3所述的双频段圆极化金属贴片天线，其特征在于，所述第一缝隙(3)与所述第二缝隙(4)位于所述金属辐射贴片(2)的对角位置，且所述第一缝隙(3)的开口与所述第二缝隙(4)的开口分别位于所述金属辐射贴片(2)的对边上，使得贴片天线圆极化方向相同。5.如权利要求3所述的双频段圆极化金属贴片天线，其特征在于，所述第一缝隙(3)与所述第二缝隙(4)位于所述金属辐射贴片(2)的同一侧，且所述第一缝隙(3)的开口与所述第二缝隙(4)的开口分别位于所述金属辐射贴片(2)同一边的两端，使得贴片天线圆极化方向相反。6.如权利要求4或5所述的双频段圆极化金属贴片天线，其特征在于，所述第一馈电点与所述第二馈电点均位于所述金属辐射贴片(2)的边缘处，所述第一缝隙(3)与所述第二缝隙(4)位于所述第一馈电点与所述第二馈电点之间，且所述第一缝隙(3)靠近所述第一馈电点开设，所述第二缝隙(4)靠近所述第二馈电点开设。7.如权利要求1所述的双频段圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟儒，汪伟，王晓涛，冯文文，黄晓丽，殷立伟，郑雨阳，李磊，陈明，杨涛，郑治，李祥菊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：