一种小型宽带宽波束圆极化微带天线制造技术

本发明专利技术公开了一种小型宽带宽波束圆极化微带天线，包括：若干寄生贴片、第一层介质板、若干激励贴片、第二层介质板、金属地板、第三层介质板、天线端口和馈电网络，所述若干寄生贴片位于第一层介质板的上表面，所述若干激励贴片位于第二层介质板的上表面，所述馈电网络位于第三层介质板的下表面，所述金属地板位于第二层介质板与第三层介质板之间，寄生贴片和激励贴片通过金属通孔与金属地板相连接，激励贴片与馈电网络通过探针相连接，天线端口固定于金属地板一侧，本发明专利技术实现了宽带宽波束圆极化功能，同时具有小型化优势，可用于卫星通信及卫星导航等领域。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星通信领域，具体而言，涉及一种圆极化天线，特别是一种小型宽带宽波束圆极化微带天线。
技术介绍
近年来，随着通信技术的迅速发展，卫星通信技术在日常生活及军事通信中得到了更加广泛的应用。圆极化天线由于具有抑制雨雾干扰、抗多径反射、可以很好的接收各种极化方式的来波等优点，被广泛地应用于各种卫星通信中。特别是卫星导航系统中多选用具有较宽的轴比带宽和较宽的3dB轴比波束宽度的圆极化天线以接受小功率信号。·圆极化微带天线有多种实现方式，按馈电方式的不同可以分为两类单馈点法和多馈点法。采用单馈点法时，天线只有一个馈电点，通过在辐射贴片上开槽、挖角等微扰技术得到两个极化正交的简并模，从而实现圆极化辐射。单馈点法馈电结构简单，但其阻抗带宽和轴比带宽都较窄，限制了其应用范围。多馈点法一般包括两点馈电和四点馈电。两点馈电通过馈电网络得到两个幅度相等相位相差90°的射频信号，激励辐射贴片获得圆极化辐射。两点馈电可以得到较宽的阻抗带宽和轴比带宽，但其3dB轴比波束宽度一般只有70°，无法满足某些应用场合中轴比宽波束的要求。四点馈电与两点馈电相似，通过馈电网络得到四个幅度相等相位依次相差90°的射频信号，进而实现圆极化。四点馈电使得激励贴片上表面电流的路径更为规则，故天线的圆极化性能更好，3dB轴比波束宽度更宽。目前，国内外对宽波束圆极化天线进行了一系列的研究并取得了一些成果。研究中多采用四臂螺旋天线和四点馈电介质谐振器天线，来实现天线的宽波束圆极化特性。Gabriel Massie 等人在 IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 2010 年第九期发表了论文 “A New Wideband Circularly Polarized Hybrid Dielectric ResonatorAntenna”。该论文介绍一种四个馈电点缝隙稱合激励介质谐振器天线,实现宽带宽波束圆极化。其阻抗带宽为50%，3dB轴比带宽为28. 5%，3dB轴比波束宽度大于100°，但天线高度为0. 116λ。有些研究人员采用微带天线，选择多种微扰方式组合实现较宽的3dB轴比波束宽度，但其轴比带宽较窄，调试也有一定难度。Nasimuddin等人2010年在IEEE Trans,on Antennas and Propagation上发表了一篇论文“Asymmetric-Circular Shaped SlottedMicrostrip Antennas for Circular Polarization and RFID Applications，，,文中给出了一种微带天线，在矩形贴片的对角线上开有四个不同半径的圆形缝隙，通过调节四个圆形缝隙的半径，实现宽波束圆极化。该天线尺寸仅为0. 27 λ Χ0. 27 λ Χ0. 0137λ，其3dB轴比波束宽度为100°。但其轴比带宽较窄，为1.2%。综上所述，圆极化天线的低剖面、宽频带和宽波束特性较难同时得到满足
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种同时具有低剖面、易加工、较宽的阻抗带宽和轴比带宽、较宽的波束宽度等优点的小型化宽带宽波束圆极化微带天线，以满足卫星通信等领域的要求。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是 一种小型宽带宽波束圆极化微带天线，包括包括若干寄生贴片、第一层介质板、若干激励贴片、第二层介质板、金属地板、第三层介质板、天线端口和馈电网络，所述若干寄生贴片位于第一层介质板的上表面，所述若干激励贴片位于第二层介质板的上表面，所述馈电网络位于第三层介质板的下表面，所述金属地板位于第二层介质板 与第三层介质板之间，寄生贴片和激励贴片通过金属通孔与金属地板相连接，激励贴片与馈电网络通过探针相连接，天线端口固定于金属地板一侧。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述若干寄生贴片在所述第一层介质板的上表面呈旋转对称结构。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述寄生贴片的个数为四个。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述寄生贴片呈矩形。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述若干激励贴片在所述第二层介质板的上表面呈旋转对称结构。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述激励贴片的个数为四个。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述激励贴片呈矩形。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述激励贴片和馈电网络共用一块金属地板。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述馈电网络与激励贴片通过金属地板隔开。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述馈电网络采用两级混合电桥网络，通过两级混合电桥网络可得到四个幅度相等且相位依次相差90°的射频信号。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述两级混合电桥网络中，第一级馈电网络为二次迭代Moore混合网络，第二级馈电网络为一次迭代Sierpinski混合网络,两级馈电网络均在隔离端口接50 Ω贴片电阻。依照本专利技术较佳实施例所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，所述第一层介质板和第二层介质板均为低介电常数微波板。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果 采用双层贴片结构实现天线的宽带阻抗特性，采用短路技术实现天线的小型化特性，通过旋转结构结合多点馈电实现天线的宽波束圆极化辐射特性。本专利技术同时具有低剖面、易加工、较宽的阻抗带宽和轴比带宽、较宽的波束宽度等优点。附图说明图I为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线的三维结构示意 图2为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线的第一层介质板上表面结构示意 图3为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线的第二层介质板上表面结构示意 图4为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线的第三层介质板下表面结构示意 图5为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线的第一层介质板和第 二层介质板的局部放大 图6为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线的第三层介质板的局部放大 图7为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线的仿真驻波比； 图8为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线在中心频点I. 5GHz处Φ=0°截面的仿真方向 图9为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线在中心频点I. 5GHz处Φ=90°截面的仿真方向 图10为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线在I. 42GHz处的仿真轴比 图11为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线在I. 5GHz处的仿真轴比 图12为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线在I. 58GHz处的仿真轴比 图13为本专利技术具体实施例一种小型宽带宽波束圆极化微带天线的仿真增益图。具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本专利技术做进一步描述。本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施实例。参见附图1-4，本专利技术所述一种小型宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型宽带宽波束圆极化微带天线，其特征在于，包括：若干寄生贴片、第一层介质板、若干激励贴片、第二层介质板、金属地板、第三层介质板、天线端口和馈电网络，所述若干寄生贴片位于第一层介质板的上表面，所述若干激励贴片位于第二层介质板的上表面，所述馈电网络位于第三层介质板的下表面，所述金属地板位于第二层介质板与第三层介质板之间，寄生贴片和激励贴片通过金属通孔与金属地板相连接，激励贴片与馈电网络通过探针相连接，天线端口固定于金属地板一侧。

【技术特征摘要】
1.一种小型宽带宽波束圆极化微带天线，其特征在于，包括若干寄生贴片、第一层介质板、若干激励贴片、第二层介质板、金属地板、第三层介质板、天线端口和馈电网络，所述若干寄生贴片位于第一层介质板的上表面，所述若干激励贴片位于第二层介质板的上表面，所述馈电网络位于第三层介质板的下表面，所述金属地板位于第二层介质板与第三层介质板之间，寄生贴片和激励贴片通过金属通孔与金属地板相连接，激励贴片与馈电网络通过探针相连接，天线端口固定于金属地板一侧。2.根据权利要求I所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，其特征在于，若干寄生贴片在所述第一层介质板的上表面呈旋转对称结构。3.根据权利要求2所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，其特征在于，所述寄生贴片的个数为四个。4.根据权利要求I或2所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，其特征在于，所述寄生贴片呈矩形。5.根据权利要求I所述的小型宽带宽波束圆极化微带天线，其特征在于，若干激励贴片在所述第二层介质板的上表面呈旋转对称结构。6.根据权利要求5所述的小型宽带...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭倩，梁仙灵，叶声，金荣洪，耿军平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：