一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线及其制备方法，该天线为一种新型共面波导天线，包括衬底基板、印刷于基板同侧的接地矩形环平面与中心馈线；其中，天线采用了共面波导方式馈电；接地平面在两侧引入了对称的两个矩形槽，且在馈线处加载了矩形缝隙；为实现圆极化性能，馈线左侧加载有两个正交的、与接地面短接的矩形枝节；为改善天线阻抗匹配，馈电端口两侧增加了缺陷结构。该天线通过共面波导传输线馈电，其结构简单，剖面较低，制备简易，具有良好圆极化特性和增益特性，且具备柔性透明的优势，可以广泛应用于卫星通信领域。可以广泛应用于卫星通信领域。可以广泛应用于卫星通信领域。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线及其制备方法


[0001]本专利技术涉及卫星通信领域，是一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线及其制备方法。

技术介绍

[0002]在实现圆极化的诸多天线形式当中，采用共面波导结构馈电的天线具有剖面低、尺寸小、易于印刷、易于与微波电路集成等特点，其实现圆极化的方式也多种多样，如在中心导体上加载不同形状、不同角度的枝节；引入寄生单元；在地板上添加缝隙与枝节等。相比于微带贴片天线，共面波导馈电天线的馈线与接地层位于同一层，且具有更宽的阻抗带宽，更低的辐射损耗，可广泛应用于卫星通信领域。
[0003]此外，天线的可卷曲程度与透明度对其使用领域有很大影响。柔性天线具有易与其他设备共形以及可穿戴的特性，故可以应用在多种复杂环境与不规则设备当中；天线的透明度直接影响天线的隐秘性与美观性，在一些特殊场景下，透明天线发挥着极其重要的作用。
[0004]目前存在的天线大多以铜作为导电材料，0.035mm的铜膜不仅影响天线的可视度，更对其卷曲程度造成较大的影响，使天线的应用场景受到限制。且传统的微带天线带宽较窄，为拓宽带宽经常采用增加厚度的方法，无疑违背了现代天线对于小型化的需求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线，其具有单层结构，天线辐射体具有柔性透明特性，可用于卫星通信领域。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线，包括介质基板、矩形环接地面、中心馈线、正交矩形枝节、铜结构；其中，
[0007]所述矩形环接地面为环形结构，在所述环形结构左下方和右下方对称开设矩形槽，在馈线位置开一长缝隙；
[0008]所述中心馈线为两条传输线，构成T字型，其末端与所述铜结构连接，同时在馈电端口两侧增加了缺陷结构；
[0009]所述正交矩形枝节与所述接地面相接，与所述中心馈线中间留有缝隙，横向枝节长度略大于纵向枝节，两枝节宽度与T型长馈线宽度相同；
[0010]所述铜结构与所述中心馈线连接处为沙漏型结构，与接地面连接处为梯形结构。
[0011]进一步地，还包括SMA接头，所述SMA接头的探针与所述馈线连接，所述馈线与所述矩形环接地面通过所述SMA接头相连馈电。
[0012]进一步地，所述介质基板的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、透明玻璃中的一个或多个。
[0013]所述介质基板采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材有机玻璃制成，所述用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材有机玻璃的介电常数为2
‑
3，损耗角正切为0.02以下，厚度为0.1～
3mm。
[0014]进一步地，所述矩形环接地面、所述中心馈线、所述矩形枝节均为透明导电薄膜。
[0015]进一步地，所述透明导电薄膜为石墨烯薄膜、铟锡氧化物薄膜、银纳米线薄膜中的一个或多个。
[0016]进一步地，所述矩形环接地面、所述中心馈线、所述矩形枝节采用透明导电薄膜制成。
[0017]进一步地，所述柔性透明的小型化圆极化天线工作频段为1930
‑
2270MHz。
[0018]本专利技术的目的之二在于提供一种上述目的之一的小型化卫星圆极化天线的实现方法，该方法能制备出柔性透明的小型化卫星圆极化天线。
[0019]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0020]在透明导电薄膜上制备中心馈线、矩形环接地面、正交矩形枝节；其中，所述中心馈线、矩形环接地面与所述正交矩形枝节均在同一片透明导电薄膜上一起制备，且所述矩形环接地面一侧与所述横向矩形枝节末端连接，所述馈线与接地面之间留有缝隙；
[0021]预先制备介质基板；
[0022]在所述介质基板和透明导电薄膜之间涂抹液态光学胶，利用覆膜机挤压出光学胶当中的空气，利用紫外光曝光来固化光学胶，将介质基板与导电薄膜粘合在一起，形成接地面与中心馈线位于介质基板同一侧的结构。
[0023]与现有技术对比，本专利技术具有以下优点和效果：
[0024]本专利技术公开了一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线，其采用透明基板材料及透明导电薄膜制成，剖面较低，结构简单，由于材料的透光和可卷曲特性，该天线易于携带与集成，进一步地，该天线采用共面波导方式馈电，有效拓宽了带宽，降低了剖面，通过对矩形环接地面以及其开槽尺寸的调整，可以展宽天线的频带；进一步地，通过加载与接地面相接的两个正交矩形枝节可以产生相位相差90度的两个线极化模式，从而实现圆极化特性。使得该天线可以用于卫星通信领域。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0026]图1为本专利技术的一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线的一实施例的整体结构示意图；
[0027]图2(a)为本专利技术的一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线的俯视图；
[0028]图2(b)为本专利技术的一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线的底视图；
[0029]图2(c)为本专利技术的一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线的侧视图；
[0030]图3为图1中柔性透明的小型化卫星圆极化天线的回波损耗图像；
[0031]图4(a)为本专利技术中的柔性透明的小型化卫星圆极化天线低频段中心频率f
01
＝1995MHz处辐射特性仿真三维增益方向图；
[0032]图4(b)为本专利技术中的柔性透明的小型化卫星圆极化天线低频段中心频率f
01
＝1995MHz处辐射特性仿真xoz面的增益方向图；
[0033]图4(c)为本专利技术中的柔性透明的小型化卫星圆极化天线低频段中心频率f
01
＝1995MHz处辐射特性仿真yoz面的增益方向图；
[0034]图4(d)为本专利技术中的柔性透明的小型化卫星圆极化天线低频段中心频率f
01
＝1995MHz处的轴比仿真图；
[0035]图5(a)为本专利技术中的柔性透明的小型化卫星圆极化天线高频段中心频率f
02
＝2185MHz处辐射特性仿真三维增益方向图；
[0036]图5(b)为本专利技术中的柔性透明的小型化卫星圆极化天线高频段中心频率f
02
＝2185MHz处辐射特性仿真xoz面的增益方向图；
[0037]图5(c)为本专利技术中的柔性透明的小型化卫星圆极化天线高频段中心频率f
02
＝2185MHz处辐射特性仿真yoz面的增益方向图；
[0038]图5(d)为本专利技术中的柔性透明的小型化卫星圆极化天线高频段中心频率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性透明的小型化卫星圆极化天线，其特征在于，包括介质基板、矩形环接地面、中心馈线、正交矩形枝节、铜结构；其中，所述矩形环接地面为环形结构，在所述环形结构左下方和右下方对称开设矩形槽，在馈线位置开一长缝隙；所述中心馈线为两条传输线，构成T字型，其末端与所述铜结构连接，同时在馈电端口两侧增加了缺陷结构；所述正交矩形枝节与所述接地面相接，与所述中心馈线中间留有缝隙，横向枝节长度略大于纵向枝节，两枝节宽度与T型长馈线宽度相同；所述铜结构与所述中心馈线连接处为沙漏型结构，与接地面连接处为梯形结构。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括SMA接头，所述SMA接头的探针与所述馈线连接，所述馈线与所述矩形环接地面通过所述SMA接头相连馈电。3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述介质基板的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、透明玻璃中的一个或多个。4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述介质基板采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材有机玻璃制成，所述聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材有机玻璃的介电常数为2
‑
3，损耗角正切为0.02以下，厚度为0.1～3mm。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡承刚，张倩，袁煜林，高翔，张恒，邵丽，史浩飞，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：