具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线及其制作方法，所述天线包括梯形主辐射喇叭金属结构(1)、三角形次喇叭金属条(2)、介质板中线(3)、棱形二次馈电腔(4)、SMA接头(5)和错位馈线(6)。本发明专利技术通过在双面覆铜板上刻蚀出不同形状和尺寸的条纹，形成具有不同结构、不同尺寸的多层次辐射喇叭，从而有效的抑制了超宽带天线中高次模的产生，使超宽带天线在大带宽范围具有良好反射特性和高增益的同时，也具有良好的增益稳定性。也具有良好的增益稳定性。也具有良好的增益稳定性。

【技术实现步骤摘要】
具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线及其制作方法


[0001]本专利技术涉及天线领域，特别是涉及一种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线及其制作方法。

技术介绍

[0002]超宽带高增益天线存在增益及波束不稳定的特性。当频率变化范围小于一个倍频程时，其最大增益随着工作频率的增加近似线性增大。但是，当工作频率增大到一个倍频程左右的时候，其波束将会发生分裂，原来的最大增益点将变成辐射零点。
[0003]为了克服超宽带高增益天线增益不稳定的问题，目前，主要是通过对加脊喇叭天线进行改进和使用超材料透镜天线，但是，加脊喇叭天线采用黄铜或铝金属结构，存在重量较大的问题，无论是加脊喇叭天线还是超材料透镜天线，均存在剖面厚度较大，以及不利于天线集成的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线及其制作方法解决了目前加脊喇叭天线和超材料透镜天线存在的重量、剖面厚度较大，以及不利于天线集成的问题。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线，所述天线包括梯形主辐射喇叭金属结构、三角形次喇叭金属条、介质板中线、棱形二次馈电腔、SMA接头和错位馈线，两个所述梯形主辐射喇叭金属结构分别置于双面覆铜板两侧，并以介质板中线为对称轴置于两侧，所述三角形次喇叭金属条置于双面覆铜板上并以介质板中线为对称轴呈交错均匀排列，且所述三角形次喇叭金属条分布在两个梯形主辐射喇叭金属结构之间，所述棱形二次馈电腔由三角形次喇叭金属条的各个顶点构成，所述错位馈线置于双面覆铜板两侧的介质板中线的顶点处，且宽度相同，错开分布，所述SMA接头连接错位馈线，所述棱形二次馈电腔的一侧与SMA接头的内导体相连，其另一侧与SMA接头的外导体相连。
[0006]上述方案的有益效果是：通过上述技术方案，在双面覆铜板上刻蚀出不同形状和尺寸的条纹，形成具有不同结构、不同尺寸的多层次辐射喇叭，从而有效的抑制了超宽带天线中高次模的产生，使超宽带天线在大带宽范围具有良好反射特性和高增益的同时，也具有良好的增益稳定性，解决了目前加脊喇叭天线和超材料透镜天线存在的重量、剖面厚度较大，以及不利于天线集成的问题。
[0007]进一步地，错位馈线的尺寸由梯形主辐射喇叭金属结构顶点至介质板下边沿的距离L
F0
、梯形主辐射喇叭金属结构与错位馈线外沿的交点至介质板下边沿的距离L
F1
和梯形主辐射喇叭金属结构外边沿下侧顶点至介质板下边沿的距离L
F2
决定。
[0008]上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，根据L
F0
、L
F1
和L
F2
确定错位馈线的尺寸大小，提高本方案的可行性。
[0009]进一步地，梯形主辐射喇叭金属结构和任意三角形次喇叭金属条之间，以及任意两条三角形次喇叭金属条之间均能形成一个辐射喇叭。
[0010]上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，利用梯形主辐射喇叭金属结构和任意三角形次喇叭金属条之间以及任意两条次喇叭金属条之间都能形成一个辐射喇叭，进而能够形成具有不同结构、不同尺寸的多层次辐射喇叭，有效的抑制了印刷喇叭天线中高次模的产生。
[0011]除此之外，本专利技术还采用的技术方案为：一种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线的制作方法，所述方法包括以下步骤：
[0012]S1：在双面覆铜板上以介质板中心为对称轴刻蚀出错位的梯形铜箔及错位馈线，形成梯形主辐射喇叭金属结构；
[0013]S2：基于梯形主辐射喇叭金属结构，按照第n条铜箔与第n
‑
1条铜箔分置于双面覆铜板不同面的原则，在双面覆铜板上以介质板中心为对称轴刻蚀多条三角形铜箔，形成三角形次喇叭金属条；
[0014]S3：当三角形铜箔条与梯形主辐射喇叭金属结构出现重叠时，则停止三角形铜箔的叠加，形成具有不同尺寸和形状的多层次辐射喇叭结构，完成超宽带高增益印刷喇叭天线的制作。
[0015]上述方案的有益效果是：通过上述技术方案，实现超宽带高增益印刷喇叭天线的制作工艺，从而实现超宽带高增益天线的轻型化和低剖面化。
[0016]进一步地，S2中三角形铜箔的各顶点计算公式为
[0017][0018][0019][0020]θ
n
＝θ
n
‑1+N2×
θ0[0021]L
n
＝L0‑
n
×
dL
[0022]其中，和为三角形铜箔的6个顶点位置，L
n
为第n铜箔第一顶点至主辐射喇叭顶点所在水平直线的距离，θ
n
‑1为第n
‑
1条铜箔条第三顶点与主辐射喇叭顶点所连直线与介质板中线的夹角，L为主辐射喇叭的长，θ
n
为第n条铜箔第三顶点与主辐射喇叭顶点所连直线与介质板中线的夹角，L0为三角铜箔0的第一顶点与主辐射喇叭顶点间的距离，N1为相邻铜箔条间所形成的次辐射喇叭的张角与基准参考θ0的比值，N2为第n条铜箔条第二个顶点与其第三个顶点连线相对于主辐射喇叭顶点的张角与基准参考θ0的比值，dL为第n铜箔条第一个顶点至主辐射喇叭顶点的距离的缩进步进。
[0023]上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，利用上式确定三角形铜箔的各顶点的位置，便于实现天线的制作工艺。
附图说明
[0024]图1为一种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线结构示意图。
[0025]其中：1、梯形主辐射喇叭金属结构；2、三角形次喇叭金属条；3、介质板中线；4、棱形二次馈电腔；5、SMA接头；6、错位馈线。
[0026]图2为种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线的制作方法流程图。
[0027]图3为主辐射喇叭的金属结构尺寸示意图。
[0028]图4为三角形铜箔条0的尺寸结构示意图。
[0029]图5为三角形铜箔条0的参数结构示意图。
[0030]图6为天线驻波比曲线图。
[0031]图7为天线增益曲线图。
[0032]图8为天线在4GHz的方向图。
[0033]图9为天线在8GHz的方向图。
[0034]图10为天线在12GHz的方向图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。
[0036]实施例1，如图1所示，一种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线，所述天线包括梯形主辐射喇叭金属结构1、三角形次喇叭金属条2、介质板中线3、棱形二次馈电腔4、SMA接头5和错位馈线6，两个所述梯形主辐射喇叭金属结构1分别置于双面覆铜板两侧，并以介质板中线3为对称轴置于两侧，所述三角形次喇叭金属条2置于双面覆铜板上并以介质板中线3为对称轴呈交错均匀排列，且所述三角形次喇叭金属条2分布在两个梯形主辐射喇叭金属结构1之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线，其特征在于，所述天线包括梯形主辐射喇叭金属结构(1)、三角形次喇叭金属条(2)、介质板中线(3)、棱形二次馈电腔(4)、SMA接头(5)和错位馈线(6)，两个所述梯形主辐射喇叭金属结构(1)分别置于双面覆铜板两侧，并以介质板中线(3)为对称轴置于两侧，所述三角形次喇叭金属条(2)置于双面覆铜板上并以介质板中线(3)为对称轴呈交错均匀排列，且所述三角形次喇叭金属条(2)分布在两个梯形主辐射喇叭金属结构(1)之间，所述棱形二次馈电腔(4)由三角形次喇叭金属条(2)的各个顶点构成，所述错位馈线(6)置于双面覆铜板两侧的介质板中线(3)的顶点处，且宽度相同，错开分布，所述SMA接头(5)连接错位馈线(6)，所述棱形二次馈电腔(4)的一侧与SMA接头(5)的内导体相连，其另一侧与SMA接头(5)的外导体相连。2.根据权利要求1所述的具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线，其特征在于，所述错位馈线(6)的尺寸由梯形主辐射喇叭金属结构(1)顶点至介质板下边沿的距离L
F0
、梯形主辐射喇叭金属结构(1)与错位馈线(6)外沿的交点至介质板下边沿的距离L
F1
和梯形主辐射喇叭金属结构(1)外边沿下侧顶点至介质板下边沿的距离L
F2
决定。3.根据权利要求1所述的具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线，其特征在于，所述梯形主辐射喇叭金属结构(1)和任意三角形次喇叭金属条(2)之间，以及任意两条三角形次喇叭金属条(2)之间均能形成一个辐射喇叭。4.一种具有稳定增益的超宽带高增益印刷喇叭天线的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：在双面覆铜板上以介质板中心为对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建武，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：