一种L波段三频圆极化微带天线制造技术

本发明专利技术涉及一种L波段三频圆极化微带天线，采用创新的馈电结构设计，馈电结构包括同轴线、金属圆片、介质圆片和匹配槽线结构，工作在三个频率f1、f2、f3，极化方式为圆极化，本发明专利技术在频率f2、f3采用偏馈的方式，在频率f1采用中心馈电的方式，可以有效的降低频率f1馈电探针对频率f2、f3天线性能的影响；通过调整馈电结构的尺寸参数可以使得微带天线的中心位置与阻抗为50欧的同轴线相匹配；本发明专利技术具有馈电结构简单，天线方向图、驻波及轴比性能较好等特点，可应用于导航卫星的发射天线以及终端机的接收天线中，有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微带天线，特别涉及一种L波段三频圆极化微带天线的馈电结构，属于微波天线

技术介绍
目前，微带天线具有低剖面、中增益、易实现圆极化、易加工、低成本等特点在阵列天线中得到了广泛应用。单层微带天线通常带宽较窄，且功率容量较低，为了展宽带宽提高功率容量，最有效的解决方法通常是利用多层微带及多个馈电端口的形式来实现。 L波段三频圆极化微带天线天线工作在三个中心频率 \、f2、f3,极化方式为圆极化。天线的形式为上、中、下三层金属辐射片结构，分别与三个频率相对应。下层金属辐射片连接两个相位输入相差90度的双点馈电结构，中间层金属辐射片为寄生贴片，实现中心频率f2、f3的圆极化辐射波。中心频率的圆极化辐射波的实现利用了上层金属辐射片增加切口微扰的方式，馈电方式为单点馈电。由于上层馈电探针需要穿过中间层和下层金属辐射片，因此上层金属辐射片馈电点位置对中间层和下层金属辐射片的辐射性能有较大影响。通常情况下，微带天线输入阻抗随馈电点位置的改变而变化，通过移动馈电点位置总能找到与50欧馈电端口相匹配的输入阻抗。但是多个馈电端口的引入会破坏辐射贴片结构对称性，对天线的驻波、圆极化轴比等性能造成影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种L波段三频圆极化微带天线，微带天线的馈电结构采用在中心频率处的第一同轴线位于天线中心轴线处，不会破坏其他层结构的对称性，提高了天线的驻波及轴比特性，且具有剖面低，电性能好等优点。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的—种L波段三频圆极化微带天线,工作在三个中心频率Ifpf2和f3,包括馈电结构、上层金属辐射片、中间层金属辐射片、下层金属辐射片和天线接地板，其中馈电结构包括第一同轴线、第一金属圆片、第一介质圆片、匹配槽线结构、第二同轴线、第二金属圆片和第二介质圆片，其中工作于中心频率4的第一同轴线、第一金属圆片、第一介质圆片和匹配槽线结构位于天线中心轴线处，工作于中心频率f2、f3的第二同轴线、第二金属圆片和第二介质圆片位于偏移天线中心轴线处；第一同轴线分别穿过天线接地板、下层金属辐射片和中间层金属辐射片，与第一金属圆片连接，通过第一介质圆片与上层金属辐射片保持间隔，实现中心频率；^电磁稱合馈电；第二同轴线穿过天线接地板与第二金属圆片连接，通过第二介质圆片与下层金属辐射片保持间隔，实现中心频率f2、f3的电磁耦合馈电；其中匹配槽线结构的中心与上层金属辐射片的中心重合，第一同轴线、第一金属圆片与第一介质圆片通过所述匹配槽线结构进行阻抗匹配。在上述L波段三频圆极化微带天线中，工作于中心频率f2、f3的第二同轴线、第二金属圆片、第二介质圆片位于偏移天线中心轴线1/8 λ 2 1/4 λ 2处，λ 2为中心频率f2的波长。在上述L波段三频圆极化微带天线中，匹配槽线结构为中心与上层金属辐射片中心重合的弧形槽线结构。在上述L波段三频圆极化微带天线中，匹配槽线结构的槽宽L为IzlSA1 1/22 X1，弧度为300° 330°，λ i为中心频率的波长。在上述L波段三频圆极化微带天线中，第一同轴线与第一金属圆片连接，通过第一介质圆片与上层金属福射片保持的间隔为O. 2mm-2mm。在上述L波段三频圆极化微带天线中，第二同轴线与第二金属圆片连接， 通过第二介质圆片与下层金属福射片保持的间隔为O. 2mm-2mm。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果(I)本专利技术微带天线采用创新设计的馈电结构，馈电结构采用在中心频率处的第一同轴线、第一金属圆片和第一介质圆片位于天线中心轴线处的结构设计，不会破坏其他层结构的对称性，提高了天线的驻波及轴比特性。(2)本专利技术微带天线的馈电结构在上层金属片处增加匹配槽线结构，匹配槽线结构的中心与上层金属辐射片的中心重合，实现了微带天线中心点匹配。(3)本专利技术馈电结构的匹配槽线结构优选为弧形槽线结构，且对匹配槽线结构的槽宽和弧度进行了优化设计，使得上层金属辐射片中心的输入阻抗为50欧，并且保证了频率的轴比性能。(4)本专利技术三频圆极化微带天线不需要附加额外的馈电网络，降低了天线设计难度，具有剖面低，电性能好等优点，可应用于机载或弹载的共面共形天线系统中、导航卫星的发射天线以及终端机的接收天线中，有广泛的市场应用前景。(5)本专利技术馈电结构对工作在中心频率f2、f3的第二同轴线、第二金属圆片和第二介质圆片偏移天线中心轴线的位置进行了优化设计，进一步改善了天线在频率f2、f3的驻波及轴比性能。(6)本专利技术微带天线在频率f2、&采用偏馈的方式，在频率4采用中心馈电的方式，可以有效的降低频率4馈电探针对频率4、&天线性能的影响；通过调整馈电结构的尺寸参数可以使得微带天线的中心位置与阻抗为50欧的第一同轴线相匹配，本专利技术具有馈电结构简单，天线方向图、驻波及轴比性能较好等特点。附图说明图I为本专利技术L波段三频圆极化微带天线的结构示意图(局部剖开)；图2为本专利技术馈电结构中匹配槽线结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述如图I所示为本专利技术L波段三频圆极化微带天线的结构示意图(局部剖开)，工作在三个中心频率和f3，包括馈电结构、上层金属福射片8、中间层金属福射片9、下层金属辐射片10和天线接地板11，其中馈电结构包括第一同轴线I、第一金属圆片2、第一介质圆片3、匹配槽线结构4、第二同轴线5、第二金属圆片6和第二介质圆片7，其中工作于中心频率的同轴线I、第一金属圆片2、第一介质圆片3和匹配槽线结构4位于天线中心轴线处。第一同轴线I分别穿过天线接地板11、下层金属辐射片10和中间层金属辐射片9，与第一金属圆片2连接，通过第一介质圆片3与上层金属辐射片8保持固定间隔，实现中心频率fi电磁稱合馈电；本实施例中第一同轴线I与上层金属福射片8之间的间隔为O. 2mm-2mm。同轴线I的特征阻抗为50欧，输入端与标准射频接头连接，例如SMA、TNC射频接头等等，另一端在中间层辐射金属片9以上部分去除外导体，只保留内导体，并与金属圆片2连接，上层辐射金属片8与金属圆片2间加入介质圆片3并用导电胶粘接以保证固定的间隔距离。工作于中心频率f2、f3的第二同轴线5、第二金属圆片6和第二介质圆片7位于偏移天线中心轴线处,偏移的位置优选为偏移天线中心轴线1/8λ2 1/4λ2处，入2为中心频 率f2的波长。第二同轴线5穿过天线接地板11与第二金属圆片6连接，通过第二介质圆片7与下层金属辐射片10保持固定间隔，实现中心频率&、&的电磁耦合馈电；本实施例中第二同轴线5与下层金属福射片10之间的间隔为O. 2mm-2mm。如图2所示为本专利技术馈电结构的匹配槽线结构示意图，匹配槽线结构4为中心与上层金属辐射片8中心重合的弧形槽线结构。本实施例中匹配槽线结构4的槽宽L为l/lSAi-弧度为300° 330°，其中λ i为中心频率的波长，匹配槽线结构4的槽宽L为匹配槽线结构4的外圆环与内圆环的半径之差。第一同轴线I、第一金属圆片2与第一介质圆片3通过匹配槽线结构4进行阻抗匹配。本专利技术L波段三频圆极化微带天线实际工作时馈入电磁波相位相差90度，形成天线圆极化工作模式。通过以上设计，本专利技术L波段三频圆极化微带天线的主要性能可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种L波段三频圆极化微带天线，工作在三个中心频率f1、f2和f3，其特征在于：包括馈电结构、上层金属辐射片(8)、中间层金属辐射片(9)、下层金属辐射片(10)和天线接地板(11)，其中馈电结构包括第一同轴线(1)、第一金属圆片(2)、第一介质圆片(3)、匹配槽线结构(4)、第二同轴线(5)、第二金属圆片(6)和第二介质圆片(7)，其中工作于中心频率f1的第一同轴线(1)、第一金属圆片(2)、第一介质圆片(3)和匹配槽线结构(4)位于天线中心轴线处，工作于中心频率f2、f3的第二同轴线(5)、第二金属圆片(6)和第二介质圆片(7)位于偏移天线中心轴线处；第一同轴线(1)分别穿过天线接地板(11)、下层金属辐射片(10)和中间层金属辐射片(9)，与第一金属圆片(2)连接，通过第一介质圆片(3)与上层金属辐射片(8)保持间隔，实现中心频率f1电磁耦合馈电；第二同轴线(5)穿过天线接地板(11)与第二金属圆片(6)连接，通过第二介质圆片(7)与下层金属辐射片(10)保持间隔，实现中心频率f2、f3的电磁耦合馈电；其中匹配槽线结构(4)的中心与上层金属辐射片(8)的中心重合，第一同轴线(1)、第一金属圆片(2)与第一介质圆片(3)通过匹配槽线结构(4)进行阻抗匹配。...

【技术特征摘要】
1.一种L波段三频圆极化微带天线，工作在三个中心频率f\、f2和f3，其特征在于包括馈电结构、上层金属辐射片(8)、中间层金属辐射片(9)、下层金属辐射片(10)和天线接地板(11)，其中馈电结构包括第一同轴线(I)、第一金属圆片(2)、第一介质圆片(3)、匹配槽线结构(4)、第二同轴线(5)、第二金属圆片(6)和第二介质圆片(7)，其中工作于中心频率4的第一同轴线(I)、第一金属圆片(2)、第一介质圆片(3)和匹配槽线结构(4)位于天线中心轴线处，工作于中心频率f2、f3的第二同轴线(5)、第二金属圆片(6)和第二介质圆片(7)位于偏移天线中心轴线处；第一同轴线(I)分别穿过天线接地板(11)、下层金属辐射片(10)和中间层金属辐射片(9)，与第一金属圆片⑵连接，通过第一介质圆片(3)与上层金属辐射片(8)保持间隔，实现中心频率^电磁耦合馈电；第二同轴线(5)穿过天线接地板(11)与第二金属圆片(6)连接，通过第二介质圆片(7)与下层金属辐射片(10)保持间隔，实现中心频率f2、f3的电磁耦合馈电；其中匹配槽线结构(4)的中心与上层金属辐射片(8)的中心重合，第一同轴线(I...

【专利技术属性】
技术研发人员：周欣，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：