一种全向共形天线制造技术

本实用新型专利技术属于一种天线，为解决传统共形阵天线在对共形面上的天线单元以及单元间的互耦分析时十分困难，以及共形阵列水平面的全向覆盖容易受影响的技术问题，提供一种全向共形天线，包括介质板和SMA连接器，介质板的正面上设置有金属层和功分器，背面上设置有金属接地层，金属层部分覆盖介质板的正面，金属接地层全面覆盖介质板的背面，介质板上未覆盖金属层的区域开设有通孔，SMA连接器位于通孔内，功分器一端连接金属层，另一端连接SMA连接器的一端，SMA连接器的另一端连接金属接地层。SMA连接器的另一端连接金属接地层。SMA连接器的另一端连接金属接地层。

【技术实现步骤摘要】
一种全向共形天线


[0001]本技术属于一种天线，具体涉及一种全向共形天线。

技术介绍

[0002]共形天线是指单个天线或者阵列天线与特定的物体表面形状共形，这些物体表面一般是运动的物体表面的一部分。共形的物体表面是由空气动力或者水力等因素来决定的。
[0003]共形阵的研究开始较早，目前，共形阵已经开始部分实用，共形阵天线已经运用到各种雷达中，如地面雷达、舰载雷达、机载探测雷达、电子战系统、通信系统等，运用领域也有愈加广泛的趋势。现代天线技术最重要的创新之一是将共形天线设计引入雷达、数据链路、移动蜂窝基站、通信终端等许多应用领域。共形阵天线通常是非平面的，符合预先指定的形状，如飞机、高速列车、导弹机身等，与这些结构结合在一起，天线不会造成额外的负担。微带天线因其外形小巧、重量轻、共形性好、成本低，以及在不影响外壳结构强度的情况下，可以更自由、更完整地使用外壳表面，逐渐受到人们的关注。非平面共形阵的结构形式与直线阵和平面阵相比较复杂，对非平面共形阵的分析与综合通常也不同于直线共形阵和平面共形阵。非平面共形阵由于阵列单元的位置不在同一平面上,且平面间距通常并不相等,阵列因子与单元方向图无法分离,另外，阵列因子往往也不是一个简单的多项式,因此，对非平面阵方向图的分析与综合非常复杂。其次,曲面上各单元的方向图可能各不相同,甚至可能产生严重畸变,导致较高的副瓣和较差的扫描特性。最后,由互相不平行的表面上的阵列单元产生的辐射极化通常不一致,将引起严重的交叉极化。
[0004]如图1所示，传统共形阵天线是在共形结构01上均匀分布微带贴片天线阵列单元02，以实现全向辐射，但在不规则的表面上进行图1所示设计时，则需要解决以下问题：(1)由于共形面不规则，对共形面上的天线单元以及单元间的互耦分析十分困难。(2)载体形状具有非旋转对称性，影响共形阵列水平面的全向覆盖。

技术实现思路

[0005]本技术为解决传统共形阵天线在对共形面上的天线单元以及单元间的互耦分析时十分困难，以及共形阵列水平面的全向覆盖容易受影响的技术问题，提供一种全向共形天线。
[0006]为达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种全向共形天线，其特殊之处在于，包括介质板和SMA连接器；
[0008]所述介质板的正面上设置有金属层和功分器，背面上设置有金属接地层；所述金属层部分覆盖介质板的正面，所述金属接地层全面覆盖介质板的背面；介质板上未覆盖金属层的区域开设有通孔；
[0009]所述SMA连接器位于通孔内；
[0010]所述功分器一端连接金属层，另一端连接SMA连接器的一端，SMA连接器的另一端
连接金属接地层。
[0011]进一步地，所述金属层包括6a个金属层单元；多个所述金属层单元沿介质板的延伸方向依次设置，相邻金属层单元之间紧贴相连，从介质板一端至另一端，相邻三个金属层单元为一个金属层组，组成2a组金属层组；其中，a为大于等于1的整数；
[0012]所述功分器包括a个二等分功分器和2a个三等分功分器；2a个三等分功分器分别对应2a组金属层组；每个三等分功分器的三个输出端分别连接一个金属层组中的各金属层单元；每个二等分功分器的输入端均与SMA连接器的一端相连，两个输出端分别连接相邻的两个三等分功分器的输入端。
[0013]进一步地，所述a＝2。
[0014]进一步地，所述介质板的厚度为0.5mm，介电常数为2.65。
[0015]进一步地，所述介质板上未覆盖金属层的区域开设有多个安装孔；
[0016]多个所述安装孔沿介质板的延伸方向设置。
[0017]进一步地，所述介质板的形状与待共形表面的展开平面一致。
[0018]进一步地，所述SMA连接器是经过非阻焊处理的连接器。
[0019]进一步地，所述二等分功分器和三等分功分器的微带线拐角处外部设有45
°
斜角，且45
°
斜角边的长度为微带线宽度的1.6倍。
[0020]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0021]1.本技术提出一种全向共形天线，采用微带天线，天线结构简单、易加工、重量轻、体积小、成本低，同时还兼具低剖面和易共形的优势。在对本技术的结构进行安装时，不影响安装平台的空气动力学性能，易于得到各种极化，可以在双频或多频下工作，能和有源器件及微带电路集成为统一的组件。
[0022]2.本技术采用并联侧馈的方式，能够保证天线水平面实现全向辐射，形成良好的共形结构，另外，本技术的馈电结构也使天线满足了水平面全向辐射的设计指标要求。
[0023]3.本技术中，金属层由多个金属单元组成，使天线在工作时具有辐射的自适应性，与传统方案的针对位置进行阵列阵元的摆放设计形成了极大优势，减少了设计时间与设计难度，在工程角度上极大降低了成本。在性能上，天线在工作时其辐射能量可根据各金属层单元辐射方向自行叠加，水平面方向圆度＜8dB。
[0024]4.本技术利用多个二等分功分器和多个三等分功分器组成馈电网络，对所有金属层单元进行馈电，这样的设计具有结构简单、一致性好等优点，并且对共形结构没有造成明显的阻碍，在一定程度上减小了产品体积。同时，馈电网络线长与线宽可以灵活设计，既可以实现与金属层单元良好的阻抗匹配，同时也可以通过增添枝节的方式调整天线的谐振频率和馈电网络的幅度相位，以实现天线水平面更好的全向性。
[0025]5.本技术的结构中设有安装孔，便于将天线安装在待共形表面上。
[0026]6.本技术中介质板的形状与待共形表面的展开平面一致，便于对天线进行安装。
[0027]7.本技术简单易调，SMA连接器是经过非阻焊处理的连接器，可通过在非阻焊区对馈电网络进行实时调节，一定程度上改变整个产品的性能。面对不同需求，可进行简单的再设计，适用于不同类型的表面共形天线，具有良好的利用价值。
附图说明
[0028]图1为传统共形阵天线的示意图；
[0029]其中，01
‑
共形结构、02
‑
微带贴片天线阵列单元。
[0030]图2为本技术设计过程中的一种基础天线结构示意图；其中，A为天线正面，B为天线背面；
[0031]图3为基础天线结构安装在不规则表面上的示意图；
[0032]图4为本技术一种全向共形天线实施例的示意图，其中a＝2，C为天线正面，D为天线背面；
[0033]图5为本技术实施例中三等分功分器的示意图；
[0034]图6为本技术实施例中二等分功分器的示意图；
[0035]图7为本技术实施例中金属层单元为12时的水平面方向圆度示意图。
[0036]其中，1
‑
金属层、2
‑
金属接地层、3
‑
馈电口、4
‑
介质板、5
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全向共形天线，其特征在于：包括介质板(4)和SMA连接器(7)；所述介质板(4)的正面上设置有金属层(1)和功分器，背面上设置有金属接地层(2)；所述金属层(1)部分覆盖介质板(4)的正面，所述金属接地层(2)全面覆盖介质板(4)的背面；介质板(4)上未覆盖金属层的区域开设有通孔；所述SMA连接器(7)位于通孔内；所述功分器一端连接金属层(1)，另一端连接SMA连接器(7)的一端，SMA连接器(7)的另一端连接金属接地层(2)。2.根据权利要求1所述一种全向共形天线，其特征在于：所述金属层(1)包括6a个金属层单元；多个所述金属层单元沿介质板(4)的延伸方向依次设置，相邻金属层单元之间紧贴相连，从介质板延伸方向的一端至另一端，相邻三个金属层单元为一个金属层组，组成2a组金属层组；其中，a为大于等于1的整数；所述功分器包括a个二等分功分器(5)和2a个三等分功分器(6)；2a个三等分功分器(6)分别对应2a组金属层组；每个三等分功分器(6)的三个输出端分别连接一个金属层组中的各金属层单元；每...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，冯甲帝，商锋，石浩然，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：新型
国别省市：