一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线制造技术

本发明专利技术提出了一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线，包括辐射贴片、第一介质基板、介质支撑层、金属地板、第二介质基板、微带馈电网络和金属馈电探针；所述辐射贴片安装在第一介质基板上，第一介质基板安装在介质支撑层上，介质支撑层安装在第二介质基板上，第二介质基板上设置金属地板和金属馈电探针，第二介质基板底部安装微带馈电网络；所述辐射贴片为四个L状弧形枝节的圆形贴片，微带馈电网络为一分四馈电网络，采用威尔金森功分器级联宽带雪夫曼移相器的形式，实现宽阻抗带宽下四个端口等幅、等90

【技术实现步骤摘要】
一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线


[0001]本专利技术涉及宽带天线
，具体为一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的快速发展，通信系统对天线性能要求亦随之提高，一般的线极化天线已无法满足某些通信场景的需求，圆极化天线凭借其特有的极化特性而广泛应用于许多无线应用中，如全球导航卫星系统、雷达系统和射频识别系统等。无论是在民用还是军事领域，宽轴比波束宽度圆极化天线受到极大关注的同时，也在向着低剖面和宽带方向发展。
[0003]近年来，在一些文献中提出很多展宽天线轴比波束宽度的方法。文献1(X.Chen,L.Yang,J.ZhaoandG.Fu,"High
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EfficiencyCompactCircularlyPolarizedMicrostripAntennaWith WideBeamwidthforAirborneCommunication,"IEEEAntennasWirelessPropag.Lett.,vol.15,pp.1518
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1521,2016.)，采用两层基板，底层基板上一分四馈电网络间隔空气层通过金属探针相连对顶层基板上的三角形贴片馈电，实现了超180
°
的3dB轴比波束宽度，天线剖面高度超过20mm。文献2(Y.
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D.Yan,Y.
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C.Jiao,C.Zhang,Y.
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X.ZhangandG.
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T.Chen,"HemisphericConformalWideBeamwidthCircularlyPolarizedAntennaBasedonTwoPairsof CurvedOrthogonalDipolesinSpace,"IEEETrans.AntennasPropag.,vol.69,no.11,pp.7900
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7905,Nov.2021.)中设计了一款xoz面和yoz面的3dB轴比波束宽度分别为202
°
和196
°
的圆极化天线，但由于存在较厚的金属腔，其剖面高度达到了27.5mm。文献3(专利技术专利，“一种宽带宽角轴比圆极化贴片天线”)公开了一种宽带宽角轴比圆极化贴片天线，其采用三层基板，实现的阻抗带宽为111％，3dB轴比带宽为113％。但其采用L型寄生枝节需一端焊接在地上，另一端朝向天线辐射方向，存在加工安装困难、可靠性差的缺点，同时天线剖面高度达到14mm。
[0004]文献4(X.Zhang,L.ZhuandN.Liu,"Pin
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LoadedCircularly
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PolarizedPatchAntennas WithWide3
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dBAxialRatioBeamwidth,"IEEETrans.AntennasPropag.,vol.65,no.2,pp.521
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528,Feb.2017.)通过在辐射贴片上加载寄生引脚的方式，提出一种xoz面和yoz面3dB轴比波束宽度均超过140
°
的低剖面天线，相对阻抗带宽约为2.7％。文献5(M.K.Ray,K.MandalandN.Nasimuddin,"Low
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ProfileCircularlyPolarizedPatchAntennaWith Wide3dBBeamwidth,"IEEEAntennasWirelessPropag.Lett.,vol.18,no.12,pp.2473
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2477,Dec.2019.)提出一种在方形贴片的对角线上蚀刻两对窄槽的低剖面宽轴比宽度单馈电天线，相对阻抗带宽仅为3.4％。虽然以上研究实现了低剖面宽轴比波束宽度的圆极化天线，但是其相对阻抗带宽较低，为此申请人设计制作一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线，以便实现具有低剖面、宽阻抗带宽、宽轴比波束宽度特点的宽带天线。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线，通过设置辐射贴片为四个L状弧形枝节的圆形贴片，微带馈电网络为一分四馈电网络，将辐射贴片安装在第一介质基板上，第一介质基板安装在介质支撑层上，介质支撑层安装在第二介质基板上，在第二介质基板上设置金属地板和金属馈电探针，第二介质基板底部安装微带馈电网络；微带馈电网采用威尔金森功分器级联宽带雪夫曼移相器的形式，实现宽阻抗带宽下四个端口等幅、等90
°
相位差的馈电，辐射贴片与微带馈电网络通过金属探针连接馈电实现圆极化宽带天线具备低剖面、宽阻抗带宽、宽轴比波束宽度的特点，解决圆极化宽带天线相对阻抗带宽较低的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线，包括有辐射贴片，第一介质基板、介质支撑层、金属地板、第二介质基板、微带馈电网络和金属馈电探针，其特征在于：所述低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线结构自上而下依次层叠设置，宽带天线顶层设置辐射贴片，所述辐射贴片安装在第一介质基板上，所述第一介质基板安装在介质支撑层上，所述介质支撑层安装在第二介质基板上，所述第二介质基板上设置金属地板和金属馈电探针，所述第二介质基板底部安装微带馈电网络，所述第一介质基板、介质支撑层和第二介质基板四周设置有安装定位孔，第一介质基板、介质支撑层和第二介质基板之间采用螺钉进行固定；所述辐射贴片与微带馈电网络通过四个金属馈电探针连接。
[0008]进一步的，所述低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线上设置辐射贴片，所述辐射贴片为带有四个L状弧形枝节的圆形贴片。
[0009]进一步的，所述低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线上设置微带馈电网络，所述微带馈电网络为一分四馈电网络，采用威尔金森功分器级联宽带雪夫曼移相器的形式，实现宽阻抗带宽下四个端口等幅、等90
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相位差的馈电；所述微带馈电网络采用同轴接头作为接口。
[0010]进一步的，所述低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线上设置第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板和第二介质基板的厚度均为0.508mm，材料为Rogers4350B(ε
r
＝3.66,tanδ＝0.0037@10GHz)。
[0011]进一步的，所述低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线上设置介质支撑层，所述介质支撑层的厚度为0.5mm。
[0012]本专利技术提供一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线，设置辐射贴片为四个L状弧形枝节的圆形贴片，微带馈电网络为一分四馈电网络，将辐射贴片安装在第一介质基板上，第一介质基板安装在介质支撑层上，介质支撑层安装在第二介质基板上，在第二介质基板上设置金属地板和金属馈电探针，第二介质基板底部安装微带馈电网络；微带馈电网采用威尔金森功分器级联宽带雪夫曼移相器的形式，实现宽阻抗带宽下四个端口等幅、等90本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线，包括有辐射贴片(1)，第一介质基板(2)、介质支撑层(3)、金属地板(4)、第二介质基板(5)、微带馈电网络(6)和金属馈电探针(7)，其特征在于：所述低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线结构自上而下依次层叠设置，宽带天线顶层设置辐射贴片(1)，所述辐射贴片(1)安装在第一介质基板(2)上，所述第一介质基板(2)安装在介质支撑层(3)上，所述介质支撑层(3)安装在第二介质基板(5)上，所述第二介质基板(5)上设置金属地板(4)和金属馈电探针(7)，所述第二介质基板(5)底部安装微带馈电网络(6)，所述第一介质基板(2)、介质支撑层(3)和第二介质基板(5)四周设置有安装定位孔，第一介质基板(2)、介质支撑层(3)和第二介质基板(5)之间采用螺钉进行固定；所述辐射贴片(1)与微带馈电网络(6)通过四个金属馈电探针(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线，其特征在于：所述低剖面宽轴比波束宽度圆极化宽带天线上设置辐射贴片(1)，所述辐射贴片...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾姗姗，薛辉，钱柏杨，杨忠，王逸之，陈维娜，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：