一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线制造技术

本发明专利技术公开了一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，包括天线组件，用于接发右旋圆极化波；基板A，与天线组件连接，用于对天线组件进行承载；以及共形圆柱，与基板A连接，用于承载基板A；其中，所述天线组件包括H面喇叭天线以及八木端射振子，所述H面喇叭天线与八木端射振子连接，所述H面喇叭天线以及八木端射振子均设置在基板A上；本发明专利技术能够通过H面喇叭天线提供垂直线极化波，八木端射振子提供水平线极化波，喇叭口面到八木端射振子的过渡段长度实现相位延迟，实现右旋圆极化波。实现右旋圆极化波。实现右旋圆极化波。

【技术实现步骤摘要】
一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线


[0001]本专利技术属于天线
，尤其涉及一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线。

技术介绍

[0002]近年来，人们对共形圆极化天线越来越感兴趣，其中共形结构可以安装在任意曲面上，从而有效地应用于医疗、工业、导弹和无人机领域。圆极化天线可以减少电离层引起的“法拉第旋转”效应，有效地减少包括无线局域网在内的多路径干扰或衰落，得到了广泛的研究。因此，研究结合圆极化和共形结构的特性，同时保持宽工作频率带宽的天线是有价值的。
[0003]共形天线是一种与物体外形保持一致的天线，能够与承载天线的物体表面形成整体结构而不至于在高速运动中分开。共形天线广泛应用于雷达、航空航天及无人机等领域，减少空气气动阻力和整体结构的重量，提高天线的抗干扰能力，还可以降低雷达散射面积，达到隐身效果。一般来说，常见的共形天线类型主要包括贴片、基板集成波导、波导和透镜等。基片集成波导结构由于其尺寸小、易于与无源器件集成、品质因素高、功率容量大等优点，是共形天线的良好候选方案。但是当基片集成波导的剖面较低或金属通孔尺寸过小时，会导致其上下表面短接且增大加工难度。因此使用波纹基片集成波导结构，采用四分之一波长的微带短截线代替金属通孔排列，形成电壁，可直接与有源器件集成，且加工更为简便。
[0004]随着无线通信系统的不断发展，线极化天线越来越难以满足收发天线之间的相对极化匹配，使得圆极化天线引起了人们的关注。在现有技术中，最常见的是通过切角、蚀刻凹槽或者混合馈电网络馈电等方式形成圆极化辐射，但存在着工作带宽较窄或剖面较高等问题，较难与共形结构贴合。
[0005]因此设计一种能够柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线具有较强的现实意义和工程价值。该专利技术对导弹和无人机领域内的共形器件发展与应用起到积极作用。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，解决了上述问题。
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，包括：
[0008]天线组件，用于接发右旋圆极化波；
[0009]基板A，与天线组件连接，用于对天线组件进行承载；以及
[0010]共形圆柱，与基板A连接，用于承载基板A；
[0011]其中，所述天线组件包括H面喇叭天线以及八木端射振子，所述H面喇叭天线与八木端射振子连接，所述H面喇叭天线以及八木端射振子均设置在基板A上。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还提供以下可选技术方案：
[0013]进一步的技术方案：所述基板A与共形圆柱之间设置有基板B，所述基板B与基板A以及共形圆柱固定连接。
[0014]进一步的技术方案：所述八木端射振子包括激励阵子、引向阵子以及反射阵子，所述H面喇叭天线、激励阵子、引向阵子以及反射阵子印刷在基板A上。
[0015]进一步的技术方案：所述H面喇叭天线包括部件A、部件B、部件C以及部件D，所述部件A、部件B、部件C以及部件D沿基板A长度方向依次固定连接且线性排列分布，还包括：
[0016]部件E，若干个所述部件E沿着部件A、部件B、部件C以及部件D侧边线性均匀排列且与之固定连接，所述部件E整体折弯为“7”字形。
[0017]进一步的技术方案：所述基板A的厚度为3.175mm、宽度为55mm、长度为69.3mm，所述基板B的厚度为0.127mm、宽度为55mm、长度为69.3mm，所述共形圆柱采用半径100mm、高度90mm的铝制材料构成。
[0018]进一步的技术方案：若干个所述引向阵子呈线性均匀排列，所述引向阵子的长度为3.67mm。
[0019]进一步的技术方案：所述激励阵子包括扇形部，两组所述扇形部分布在基板A底面且每组扇形部线性分布在基本A上，一组所述扇形部通过过渡段与H面喇叭天线中的部件D连接，另一组扇形部与设置在基板A上的反射阵子固定连接。
[0020]进一步的技术方案：所述过渡段呈梯形状且与扇形部构成“7”字形，所述过渡段与扇形部以及H面喇叭天线中的部件D固定连接且其与H面喇叭天线中部件D的接触端宽度为3mm，所述过渡段的高度为7.2mm，所述扇形部半径为5.5mm。
[0021]进一步的技术方案：所述部件A长10mm、宽10mm，所述部件B为高度为5mm、两底边长度分别为10mm、15mm的等腰梯形，所述部件C长15mm、宽15mm，所述部件D高17mm、两底边长度分别为35mm、15mm的等腰梯形。
[0022]一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线的加工方法，基于上述柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，其具体步骤为：
[0023]S1、采用印刷冲洗的加工方式加工平面结构，并完成沉金工艺；
[0024]S2、受热弯曲基板A2以及印刷在基板A2上的天线组件；
[0025]S3、将基板B3、受热弯曲的基板A2依次定型在共形圆柱1表面。
[0026]有益效果
[0027]本专利技术提供了一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，与现有技术相比具备以下有益效果：
[0028]1、本专利技术所提及的柱面共形圆极化端射天线在9.4GHz
‑
21.7GHz范围内具有良好的驻波比和3dB轴比，具有较宽的工作带宽；
[0029]2、本设计的天线剖面高度由一层厚度为3.175mm和一层厚度为0.127mm的Rogers 5880组成，较低的剖面具有风阻小、易于与载体共形等优点；
[0030]3、本设计的天线与柱面共形，具有简化天线安装、减小对载体本身的空气动力学性能影响；
[0031]4、本设计的右旋圆极化天线能有效地减少多径反射，解决偏振失配问题；
[0032]5、本设计的天线采用波纹基片集成波导(CSIW)技术代替传统的基片集成波导
(SIW)技术，易于与有源器件集成，加工更为方便；
[0033]6、本设计将波纹基片集成波导的短截线折叠，降低横向尺寸，便于后续组阵。
附图说明
[0034]图1为一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线的三维结构示意图。
[0035]图2为一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线的H面喇叭天线以及八木端射振子的结构示意图。
[0036]图3为一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线的俯视结构示意图，其中，W＝55mm，L＝69.3mm，w1＝10mm，l1＝10mm，w2＝15mm，l2＝5mm，wg＝0.8mm，l3＝15mm，w3＝35mm，l4＝17mm，ls1＝1.8mm，s1＝5.4mm，ld＝3.67mm。
[0037]图4为一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线顶层介质板的底面结构图，其中，wd＝3mm，ld1＝7.2mm，r＝5.5mm。
[0038]图5为一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线的驻波比曲线图。
[0039]图6为一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，其特征在于，包括：天线组件，用于接发右旋圆极化波；基板A，与天线组件连接，用于对天线组件进行承载；以及共形圆柱，与基板A连接，用于承载基板A；其中，所述天线组件包括H面喇叭天线以及八木端射振子，所述H面喇叭天线与八木端射振子连接，所述H面喇叭天线以及八木端射振子均设置在基板A上。2.根据权利要求1所述的柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，其特征在于，所述基板A与共形圆柱之间设置有基板B，所述基板B与基板A以及共形圆柱固定连接。3.根据权利要求1所述的柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，其特征在于，所述八木端射振子包括激励阵子、引向阵子以及反射阵子，所述H面喇叭天线、激励阵子、引向阵子以及反射阵子印刷在基板A上。4.根据权利要求1或3所述的柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，其特征在于，所述H面喇叭天线包括部件A、部件B、部件C以及部件D，所述部件A、部件B、部件C以及部件D沿基板A长度方向依次固定连接且线性排列分布，还包括：部件E，若干个所述部件E沿着部件A、部件B、部件C以及部件D侧边线性均匀排列且与之固定连接，所述部件E整体折弯为“7”字形。5.根据权利要求1所述的柱面共形的宽带低剖面端射圆极化天线，其特征在于，所述基板A的厚度为3.175mm、宽度为55mm、长度为69.3mm，所述基板B的厚度为0.127mm、宽度为55mm、长度为69.3mm，所述共形圆柱采用半径100mm、高度90mm的铝制材料构成。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵芸，王爱忠，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：