CN103199337A - 圆极化微带天线 - Google Patents

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杨锐
侯建强
满铭远
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刘鑫
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Abstract

本发明公开了一种圆极化微带天线,主要解决现有卫星高速通信天线频带较窄、增益较低、尺寸较大的问题。该圆极化微带天线包括辐射单元(1)、介质透镜(2)、支撑柱(3)、寄生贴片层(4)、贴片层(5)、地板层(6)和馈电网络层(7)。辐射单元(1)由寄生贴片层(4)和贴片层(5)组成,地板层(6)与馈电网络层(7)依次粘接在贴片层(5)下部,馈电网络层(7)的背面设有正交双馈馈电单元,该馈电单元经馈线延伸至馈电网络层(7)的右侧边缘,与SMA同轴接口焊接进行馈电;介质透镜(2)通过支撑柱(3)固定在寄生贴片层(4)的上方。本发明具有增益高、频带宽、结构小的优点,可用于各类移动通信基站。

Description

圆极化微带天线
技术领域
[0001] 本发明属于微波天线领域,涉及一种圆极化微带天线,能够广泛应用与卫星高速通信和雷达领域。
背景技术
[0002] 随着无线通信技术的飞速发展,天线技术所涉及的领域越来越广泛,在许多特殊应用中,对于天线性能的要求也越来越高。作为未来全球信息高速公路的重要组成部分,卫星通信以其覆盖范围大、不受地理环境限制、可靠性高、开通电路迅速等特点越来越受到人们的关注。在现代卫星高速通信中,要求使用的天线具有高频率、高增益、宽频带、圆极化、小型化等特点。为了满足实际需要,通常使用微带天线、环形天线、喇叭天线、平面单极子天线等结构作为主要实现形式。但这些天线均存在不同的缺陷。
[0003] 常见的微带天线和环形天线,虽然容易实现圆极化特性,但通常带宽较窄且增益不闻;
[0004] 常见的喇叭天线,虽然容易满足增益高、宽频带等特性,但一般均为线极化天线,不满足圆极化要求;
[0005] 常见的平面单极子天线,虽然容易满足宽频带、小型化等特性,但一般为线极化天线且增益不高;
[0006] 常见的其他圆极化天线,通常还具有结构复杂,馈电形式复杂,不利于大批量生产,难于保证一致性等不良特性。
[0007] 综上,现有的不同结构天线均不能同时满足卫星高速通信对频率、增益、频带、极化形式、天线尺寸的多方面要求。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种频率增益高、频带宽、尺寸小的圆极化微带天线,以满足卫星高速通信的要求。
[0009] 为实现上述目的,本发明包括贴片层5、地板层6和馈电网络层7,地板层6和馈电网络层7依次粘接在贴片层5的下部,其特征在于:
[0010] 贴片层5的上部粘接有寄生贴片层4,用于展宽天线带宽,该寄生贴片层4与贴片层5构成辐射单元I ;
[0011] 辐射单元I上增设有介质透镜2,该介质透镜2通过四个支撑柱3固定在辐射单元I的正上方,用于增加天线增益。
[0012] 作为优选,所述寄生贴片层4的正面设有4X4的金属贴片阵列,寄生贴片层4的四角设有上通孔8。
[0013] 作为优选,所述的贴片层5的正面设有4X4的金属贴片阵列,该阵列的每个单元的下方分别开有两个半径为0.2mm的小孔9 ;贴片层5的四角开有下通孔10,下通孔10的半径和位置均与寄生贴片层4的上通孔8相同。[0014] 作为优选,所述的地板层6采用铜板,其上设有32个半径为0.8mm的隔离孔11,每个隔离孔11的位置与贴片层5的小孔9位置相同。
[0015] 作为优选,所述的馈电网络层7的背面设有4X4的正交双馈馈电单元,该馈电单元通过馈线延伸至馈电网络层7的右侧边缘,并与SMA同轴接口焊接进行馈电;每个馈电单元的上方开有2个半径为0.2mm的馈电孔12,馈电孔12的位置与贴片层5的小孔9位置相同。
[0016] 作为优选,所述的介质透镜2由圆形双曲透镜嵌入方形平板构成,介质透镜2的四角开有过孔13。
[0017] 本发明具有如下优点:
[0018] I)由于在原有天线上增设了寄生贴片层,改善了天线的谐振特性,从而展宽了天线带宽;
[0019] 2)由于在辐射单元的上方增设了介质透镜,利用透镜的光学特性压窄了波束宽度,提高了天线增益;
[0020] 3)由于通过使用4X4的金属贴片阵列作为辐射单元,进一步提高了天线增益;
[0021] 4)由于采用正交双馈馈电网络,实现了天线的圆极化,同时由于将馈电网络置于天线背面,减小了其对天线方向图的干扰,改善了天线的辐射特性。
附图说明
[0022] 图1是本发明圆极化微带天线的总体结构示意图;
[0023] 图2是本发明圆极化微带天线的寄生贴片层结构示意图;
[0024] 图3是本发明圆极化微带天线的贴片层结构示意图;
[0025] 图4是本发明圆极化微带天线的地板层结构示意图;
[0026] 图5是本发明圆极化微带天线的馈电网络层结构示意图;
[0027] 图6是本发明圆极化微带天线的介质透镜结构示意图。
具体实施方式
[0028] 以下参照图1对本发明进行具体描述。
[0029] 本发明的圆极化微带天线,由辐射单元1、介质透镜2和支撑柱3组成。其中:辐射单元I由寄生贴片层4与贴片层5组成,地板层6与馈电网络层7依次粘接在贴片层5下部;介质透镜2通过四个支撑柱3与辐射单元I固定在一起。
[0030] 参照图2,所述的寄生贴片层4,其正面设有4X4的金属贴片阵列,四角设有上通孔8,该上通孔8的半径约为辐射单元I边长的2%〜5%,本实例中取2.5mm。
[0031] 参照图3,所述的贴片层5,其正面设有4X4的金属贴片阵列,该阵列的每个单元下方分别开有两个小孔9,该小孔9的半径约为阵列单元边长的4%〜6%,本实例中取
0.2mm,贴片层5的四角开有下通孔10,该下通孔10的半径与寄生贴片层4中的上通孔8相同;该贴片层5粘接在寄生贴片层4的下部,且下通孔10与寄生贴片层4中的上通孔8的圆心对齐。
[0032] 参照图4,所述的地板层6,采用铜板,其上开有32个隔离孔11,该隔离孔11的半径约为贴片层5中的小孔9半径的3〜5倍,本实例中取0.8mm。[0033] 参照图5,所述的馈电网络层7,背面设有4X4的正交双馈馈电单元,每四个馈电单元为一组,将四组馈电单元用一分四功分器连接起来,组成馈电网络,再由馈线延伸至馈电网络层7的右侧边缘,最后与SMA同轴接口焊接进行馈电;每个馈电单元的上方开有两个馈电孔12,该馈电孔12的半径与贴片层5中的小孔9相同;该馈电孔12与地板层6上的隔离孔11、贴片层5上的小孔9的圆心对齐。
[0034] 参照图6,所述的介质透镜2,为圆形双曲透镜嵌入方形平板结构,介质透镜2的四角开有过孔13,该过孔13的半径约为介质透镜2的边长的1%〜2%,本实例中取1.5_。
[0035] 所述的寄生贴片层4、贴片层5、馈电网络层7及介质透镜2使用的介质材料均为F4B-2,但不限于这种材料。
[0036] 所述的支撑柱3,为阶梯形圆柱体,其上端半径与介质透镜2的过孔13相同,下端半径与寄生贴片层4的上通孔8相同。
[0037] 本发明的圆极化微带天线在电磁仿真软件HFSS里进行仿真,其仿真结果表明:在17.4GHz-18.2GHz频段,其端口电压驻波比小于1.5,增益大于20dB,比现有的同频段圆极化微带天线提高了 6dB,波束宽度小于14°,第一副瓣电平小于_20dB,轴比为1.3dB〜
4.3dB ;可见,本发明的圆极化微带天线在宽度为0.SGHz的频带内具有良好的辐射特性和较高的增益。
[0038] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式,但并不仅仅受上述实施例的限制,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创新构思的前提下所做出的若干变形和改进,均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种圆极化微带天线,包括贴片层(5 )、地板层(6 )和馈电网络层(7 ),地板层(6 )和馈电网络层(7)依次粘接在贴片层(5)的下部,其特征在于: 贴片层(5)的上部粘接有寄生贴片层(4),用于展宽天线带宽,该寄生贴片层(4)与贴片层(5)构成辐射单元(I); 辐射单元(I)上增设有介质透镜(2 ),该介质透镜(2 )通过四个支撑柱(3 )固定在辐射单元(I)的正上方,用于增加天线增益。
2.根据权利要求1所述的圆极化微带天线,其特征在于:寄生贴片层(4)的正面设有4X4的金属贴片阵列,寄生贴片层(4)的四角设有上通孔(8)。
3.根据权利要求1所述的圆极化微带天线,其特征在于:贴片层(5)的正面设有4X4的金属贴片阵列,该阵列的每个单元的下方分别开有两个半径为0.2mm的小孔(9);贴片层(5)的四角开有下通孔(10),下通孔(10)的半径和位置均与寄生贴片层(4)的上通孔(8)相同。
4.根据权利要求1所述的圆极化微带天线,其特征在于:地板层(6)采用铜板,其上设有32个半径为0.8_的隔离孔(11),每个隔离孔(11)的位置与贴片层(5)的小孔(9)位置相同。
5.根据权利要求1所述的圆极化微带天线,其特征在于:馈电网络层(7)的背面设有4X4的正交双馈馈电单元,该馈电单元通过馈线延伸至馈电网络层(7)的右侧边缘,并与SMA同轴接口焊接进行馈电;每个馈电单元的上方开有2个半径为0.2mm的馈电孔(12),馈电孔(12)的位置与贴片层(5)的小孔(9)位置相同。
6.根据权利要求1所述的圆极化微带天线,其特征在于:介质透镜(2)由圆形双曲透镜嵌入方形平板构成,介质透镜(2)的四角开有过孔(13)。
7.根据权利要求1所述的圆极化微带天线,其特征在于:寄生贴片层(4)、贴片层(5)、馈电网络层(7)和介质透镜(2)的介质材料均为F4B-2。
8.根据权利要求1所述的圆极化微带天线,其特征在于:支撑柱(3)采用台阶形圆柱体,其上端半径与介质透镜(2)的过孔(13)相同,下端半径与寄生贴片层(4)的上通孔(8)、贴片层(5)的下通孔(10)相同。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104752841A (zh) * 2015-03-25 2015-07-01 江苏中兴微通信息科技有限公司 一种双极化集成平面透镜天线
CN105680342A (zh) * 2016-01-21 2016-06-15 欧志洪 一种配电柜
CN107369914A (zh) * 2017-07-03 2017-11-21 杭州麦宇电子科技有限公司 平面馈源收发集成双椭球面透镜天线
CN107508046A (zh) * 2017-07-03 2017-12-22 浙江大学 平面馈源收发集成新月透镜天线
CN109037943A (zh) * 2018-08-12 2018-12-18 四川大学 一种介质金属混合三维打印双曲透镜天线
CN109742556A (zh) * 2019-01-23 2019-05-10 东南大学 一种宽带圆极化毫米波多馈源多波束透镜天线
US11095037B2 (en) 2017-08-11 2021-08-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna module

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661494A (en) * 1995-03-24 1997-08-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High performance circularly polarized microstrip antenna
JP2007104027A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Toto Ltd マイクロストリップアンテナ及び高周波センサ
CN101083358A (zh) * 2007-05-10 2007-12-05 北京航空航天大学 一种三频双圆极化gps微带贴片天线的设计
CN102891360A (zh) * 2012-09-29 2013-01-23 航天恒星科技有限公司 一种宽频带小型化双旋圆极化天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661494A (en) * 1995-03-24 1997-08-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High performance circularly polarized microstrip antenna
JP2007104027A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Toto Ltd マイクロストリップアンテナ及び高周波センサ
CN101083358A (zh) * 2007-05-10 2007-12-05 北京航空航天大学 一种三频双圆极化gps微带贴片天线的设计
CN102891360A (zh) * 2012-09-29 2013-01-23 航天恒星科技有限公司 一种宽频带小型化双旋圆极化天线

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104752841A (zh) * 2015-03-25 2015-07-01 江苏中兴微通信息科技有限公司 一种双极化集成平面透镜天线
CN104752841B (zh) * 2015-03-25 2017-11-10 江苏中兴微通信息科技有限公司 一种双极化集成平面透镜天线
CN105680342A (zh) * 2016-01-21 2016-06-15 欧志洪 一种配电柜
CN107369914A (zh) * 2017-07-03 2017-11-21 杭州麦宇电子科技有限公司 平面馈源收发集成双椭球面透镜天线
CN107508046A (zh) * 2017-07-03 2017-12-22 浙江大学 平面馈源收发集成新月透镜天线
CN107369914B (zh) * 2017-07-03 2019-08-30 杭州麦宇电子科技有限公司 平面馈源收发集成双椭球面透镜天线
CN107508046B (zh) * 2017-07-03 2019-10-11 浙江大学 平面馈源收发集成新月透镜天线
US11095037B2 (en) 2017-08-11 2021-08-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna module
CN109037943A (zh) * 2018-08-12 2018-12-18 四川大学 一种介质金属混合三维打印双曲透镜天线
CN109742556A (zh) * 2019-01-23 2019-05-10 东南大学 一种宽带圆极化毫米波多馈源多波束透镜天线

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