CN102637956B - 一种实现宽波束的圆极化微带天线 - Google Patents

一种实现宽波束的圆极化微带天线 Download PDF

Info

Publication number
CN102637956B
CN102637956B CN201210135717.8A CN201210135717A CN102637956B CN 102637956 B CN102637956 B CN 102637956B CN 201210135717 A CN201210135717 A CN 201210135717A CN 102637956 B CN102637956 B CN 102637956B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polarization microstrip
short circuit
microstrip patch
circuit post
circularly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210135717.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102637956A (zh
Inventor
杨峰
吴川
李岩
王良翼
杨鹏
韩垒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201210135717.8A priority Critical patent/CN102637956B/zh
Publication of CN102637956A publication Critical patent/CN102637956A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102637956B publication Critical patent/CN102637956B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明提供一种实现宽波束的圆极化微带天线，包括介质基片、圆极化微带贴片、馈电同轴接头，圆极化微带贴片设置在介质基片的一面，馈电同轴接头设置在介质基片的另一面；其特征在于，还包括4个或4以上偶数个的短路柱，短路柱均匀设置在圆极化微带贴片的轴对称方向且邻近圆极化微带贴片边缘。短路柱的最大的辐射方向和微带贴片天线的轴向有一定的夹角，和微带贴片天线的圆极化辐射场相叠加，实现宽波束。

Description

一种实现宽波束的圆极化微带天线
技术领域
本发明涉及电磁波技术，特别涉及宽波束圆极化微带天线技术。
背景技术
相控阵天线具有扫描速度快，扫描精度高等优点，自其被提出以来便一直受到高度的重视，在各种机载、舰载、车载相控阵雷达中得到广泛的应用。为了能够探测宽角度内的目标，要求相控阵天线具有宽角扫描特性。为了降低相控阵天线在宽角度扫描时的副瓣电平，要求天线单元具有宽波瓣方向图。微带天线具有体积小、重量轻、加工成本低、易和有源器件相集成等优点。但是微带天线的波瓣宽度较窄，成为限制其不能广泛应用于宽角扫描相控阵天线的主要缺点。对展宽微带天线波瓣宽度的研究成为近年来国内外学者研究的热点之一。已经报道的展宽微带天线波瓣宽度的方法包括：使用辅助的辐射单元、延长微带天线的介质、使用金字塔形的地、利用高次模、在微带天线的贴片上加载缝隙和枝节等等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种新的实现宽波束的圆极化微带天线。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种实现宽波束的圆极化微带天线，包括介质基片、圆极化微带贴片、馈电同轴接头，圆极化微带贴片设置在介质基片的一面，馈电同轴接头设置在介质基片的另一面；其特征在于，还包括4个或4以上偶数个的短路柱，短路柱均匀设置在圆极化微带贴片的轴对称方向且邻近圆极化微带贴片边缘。
由于短路柱的辐射场类似单极子的辐射场，最大的辐射方向和微带贴片天线的轴向有一定的夹角，和微带贴片天线的圆极化辐射场相叠加，实现宽波束。短路柱通过和圆极化微带贴片之间的耦合进行馈电，耦合的强度可以通过调节短路柱离圆极化微带贴片边缘的距离和短路柱的高度来改变。
本发明的有益效果是，加工方便，制作成本低，能有效展宽圆极化微带天线的波瓣宽度；应用在宽角扫描相控阵的单元天线上，能降低相控阵天线宽角扫描时的副瓣电平，改善相控阵宽角扫描时的特性。
附图说明
图1是本发明使用圆形贴片时的正面图。
图2是本发明结构的侧面图。
图3是本发明使用方形贴片时的正面图。
图4是实施例的阻抗带宽曲线。
图5是实施例的3dB轴比曲线。
图6是实施例在2.95GHz时和的归一化辐射方向图。
图7是实施例在3.0GHz时和的归一化辐射方向图。
图8是实施例在3.05GHz时和的归一化辐射方向图。
图9是实施例在3.0GHz时的归一化方向图和传统圆极化微带天线在3.0GHz时的归一化方向图的对比。
具体实施方式
如图1所示，宽波束圆极化微带天线，包括介质基片1，短路柱5，圆形微带贴片2，为实现圆极化的贴片开缝3，馈电同轴接头4，圆形微带贴片2、短路柱5设置在介质基片1的一面，馈电同轴接头4设置在介质基片1的另一面，如图2所示。圆形微带贴片2中有开缝3，4根短路柱均匀设置在圆形微带贴片2的轴对称方向且邻近圆极化微带贴片边缘。当然，也可以使用4根以上的偶数个短路柱只要是均匀分布在圆形微带贴片贴片边缘上。贴片上开缝，通过激烈起两个正交的模式来实现圆极化，圆形贴片开缝的长度可以调节微带天线的轴比，具体调节方式为圆极化微带天线的惯用手段，不在此赘述。短路柱可以为圆形、方形、或三角形柱体。短路柱的不得超过λ0/4，λ0为自由空间波长。短路柱通过和微带贴片之间的耦合进行馈电，耦合的强度可以通过调节短路柱离贴片边缘的距离和短路柱的高度来改变；边缘的距离越小，耦合强度越大，对波瓣展宽越宽；短路柱的高度越高（不超过λ0/4），耦合强度越大，对波瓣展宽越宽。
当圆极化微带贴片2为方形时，4根短路柱3均匀设置在邻近方形微带贴片2的轴对称方向且邻近圆极化微带贴片的四个边的位置，如图3所示。
以图1采用4根短路柱、圆形微带贴片的宽波束圆极化微带天线为例。
介质基片的大小为70mm×70mm，介电常数为2.25的聚四氟乙烯玻璃纤维材料，也可以采用其他介电常数的聚四氟乙烯玻璃纤维、聚乙烯、聚苯乙烯、石英、陶瓷等材料。圆形贴片的半径为16.8mm，可实现微带天线工作的中心频率为3.0GH，圆极化微带天线的-15dB阻抗带宽为365MHz(2.835-3.2GHz)，相对带宽为12.1%，如图4所示。贴片上开缝的长度为17.3mm，实现微带天线的3dB轴比带宽为100MHz(2.95-3.05GHz)，相对带宽为3.33%，如图5所示。短路柱用于展宽圆极化微带天线的波瓣宽度，当短路柱的高度为16.5mm，半径为1.0mm时，实现在中心频率处的波瓣宽度为156°。如图6所示，在2.95GHz时，的归一化辐射方向图，3dB波瓣宽度为140°(-67°-73°)；的归一化辐射方向图，3dB波瓣宽度为117°(-57°-60°)。如图7所示，在3.0GHz时，的归一化辐射方向图，3dB波瓣宽度为156°(-72°-84°)；和的归一化辐射方向图，3dB波瓣宽度为137°(-69°-68°)。如图8所示，在3.05GHz时，的归一化辐射方向图，3dB波瓣宽度为164°(-70°—94°)；的归一化辐射方向图，3dB波瓣宽度为178°(-92°—86°)。同轴接头的位置影响微带天线的匹配，本实施例中同轴接头的位置离圆形贴片中心的距离为11.6mm可以使微带天线得到很好的匹配。同轴接头的内导体和外导体半径的选取是为了实现同轴接头的阻抗为50欧姆，内导体半径为0.75mm，外导体半径为1.725mm。
如图9所示，是采用本发明的实施例在3.0GHz时的归一化方向图和传统圆极化微带天线在3.0GHz时的归一化方向图的对比，采用本发明的实施例的3dB波瓣宽度是传统微带天线的2.1倍。

Claims (4)

1.一种实现宽波束的圆极化微带天线，包括介质基片、圆极化微带贴片、馈电同轴接头，圆极化微带贴片设置在介质基片的一面，馈电同轴接头设置在介质基片的另一面；其特征在于，还包括4个或4以上偶数个的短路柱，短路柱均匀设置在圆极化微带贴片的轴对称方向且邻近圆极化微带贴片边缘，短路柱通过和圆极化微带贴片之间的耦合进行馈电。
2.如权利要求1所述一种实现宽波束的圆极化微带天线，其特征在于，所述圆极化微带贴片为中有开缝的圆形或方形微带贴片。
3.如权利要求1所述一种实现宽波束的圆极化微带天线，其特征在于，所述短路柱的为圆形、方形、或三角形柱体。
4.如权利要求1所述一种实现宽波束的圆极化微带天线，其特征在于，所述短路柱的高度H为0＜H＜λ0/4，λ0为自由空间波长。
CN201210135717.8A 2012-05-04 2012-05-04 一种实现宽波束的圆极化微带天线 Expired - Fee Related CN102637956B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210135717.8A CN102637956B (zh) 2012-05-04 2012-05-04 一种实现宽波束的圆极化微带天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210135717.8A CN102637956B (zh) 2012-05-04 2012-05-04 一种实现宽波束的圆极化微带天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102637956A CN102637956A (zh) 2012-08-15
CN102637956B true CN102637956B (zh) 2015-08-19

Family

ID=46622257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210135717.8A Expired - Fee Related CN102637956B (zh) 2012-05-04 2012-05-04 一种实现宽波束的圆极化微带天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102637956B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102820538A (zh) * 2012-08-31 2012-12-12 电子科技大学 小型化、圆极化rfid读写器天线
CN103794852A (zh) * 2012-11-05 2014-05-14 电子科技大学 一种实现宽波束的低剖面圆极化微带天线
CN104300210A (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 东南大学 宽波束微带贴片天线
CN110752442A (zh) * 2019-10-16 2020-02-04 西安空间无线电技术研究所 一种宽波束低宽角轴比圆极化天线单元及其辐射方法
CN111864364B (zh) * 2020-07-24 2022-11-04 上海炫雅科技有限公司 一种改进圆极化切角微带天线轴比的天线结构
CN114899620B (zh) * 2022-07-14 2022-12-09 华南理工大学 一种紧凑型低交叉极化的毫米波宽角扫描天线阵列

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201797044U (zh) * 2010-04-22 2011-04-13 山东科技大学 单贴片双频双极化微带天线

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05114811A (ja) * 1991-10-23 1993-05-07 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
US6894653B2 (en) * 2002-09-17 2005-05-17 Ipr Licensing, Inc. Low cost multiple pattern antenna for use with multiple receiver systems
CN102280704B (zh) * 2011-05-13 2015-05-20 广东博纬通信科技有限公司 一种宽波束宽度小尺寸的圆极化天线

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201797044U (zh) * 2010-04-22 2011-04-13 山东科技大学 单贴片双频双极化微带天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
小型化宽带化微带天线;柳青;《中国期刊全文数据库》;20090312;第4页16-22行，20页1-7行，21页1-14行及图2-13、 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102637956A (zh) 2012-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102637956B (zh) 一种实现宽波束的圆极化微带天线
CN109950707B (zh) 一种圆锥共形端射阵列天线
CN105226400B (zh) 一种宽带双极化相控阵天线及全极化波束形成方法
CN105896091A (zh) 小型化宽带高增益圆极化微带天线
CN106129593B (zh) 一种二维宽角度扫描的全金属相控阵雷达天线单元
CN105612660A (zh) 一种共口径天线及基站
CN104617383A (zh) 多波束扫描透镜天线
CN204732538U (zh) 一种Sierpinski分形微带阵列天线
CN105958191B (zh) 基于非周期人工磁导体结构的双极化高增益mimo天线
CN208352516U (zh) 一种宽频段小型化北斗微带中馈天线
CN103872448A (zh) 宽带圆极化阵列天线
CN104701613A (zh) 基于极化转换的低雷达截面微带贴片天线
CN105186120B (zh) 一种磁偶极子的八木天线
CN102176538B (zh) 多波束介质柱透镜天线
CN104300203A (zh) 一种l波段微带馈电缝隙辐射的圆极化微带贴片天线
CN110380233A (zh) 一种低剖面宽带宽角扫描相控阵天线
CN108598691A (zh) 基于平板长槽天线的宽带宽角扫描相控阵天线
CN102904009A (zh) 一种小型宽带宽波束圆极化微带天线
CN105206940A (zh) 基于人工磁导体的低剖面极化扭转反射板
CN105261825A (zh) 由螺旋缝隙馈电的宽频宽波束圆极化介质谐振器天线
CN103794852A (zh) 一种实现宽波束的低剖面圆极化微带天线
CN105098345A (zh) 一种采用双谐振相移单元的宽带反射阵天线
TWI459634B (zh) 環狀槽孔天線
CN106505310B (zh) 具有宽带和宽角度扫描特性的低剖面阵列天线
CN108172992A (zh) 一种用于步进频率探地雷达的新型阿基米德螺旋天线

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150819

Termination date: 20210504