CN108199127A - 一种双圆极化正弦天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双圆极化正弦天线。该天线包括天线腔体、3dB电桥、天线辐射面；天线腔体内安装有馈电电路板、支撑结构板、固定圆环、SMP‑J插座、泡沫吸波材料及刚性泡沫支撑材料；3dB电桥采用多级耦合带状线构成，输出接口为SSMA‑K型接头。天线腔体与3dB电桥采用电缆连接，组合后的正弦天线可输出两路圆极化信号，一路为左旋圆极化，一路为右旋圆极化。本发明能够提供的频率覆盖2.7～6.2GHz，可同时输出左旋或圆旋圆极化信号；采用小型化馈电电路设计，并增加结构支撑件提高天线整体的抗冲击和抗震能力，可用于高冲击及震动强度平台，如机载、弹载平台，亦可用于车载、舰载平台等领域。

Description

一种双圆极化正弦天线
技术领域
本发明属于正弦天线技术领域，特别是一种双圆极化正弦天线。
背景技术
正弦天线具有非频变特性，因此具有宽带特性(工作带宽可达9:1)。同时，该天线可同时输出两个正交的线极化波束，通过3dB电桥移相后，可形成左旋或右旋圆极化特性，即所谓双圆极化正弦天线。
传统正弦天线采用同轴线馈电，将四个馈电点经由同轴线穿过反射腔后引出，外接至馈电电路，该方案缺点是馈电电路设计复杂，对于宽带应用，难以实现。另一种方案是采用微带线馈电结构，缺点是纵向尺寸较长，随频率降低而成倍地增长，且对于小型化应用领域，其结构抗震性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有新型馈电结构且能够满足高抗震性要求的双圆极化正弦天线。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种双圆极化正弦天线，包括天线腔体、3dB电桥、天线辐射面，其中：
所述天线腔体内部安装有固定圆环，所述固定圆环通过螺钉与天线腔体底部固连；所述固定圆环上有四个缺口，用于固定馈电电路板及支撑结构板，所述馈电电路板及支撑结构板呈十字交叉对插安装，并固定于固定圆环上的缺口中；所述馈电电路板上印制有两组馈电线，形成两对微带-双线馈电巴伦，并沿馈电电路板的T型结构将馈电线进行弯曲；所述馈电电路板底部与天线腔体接触处安装有两个SMP-J插座，SMP-J插座的芯线与馈电电路板上馈电线焊接；固定圆环上方设置两层泡沫吸波材料，泡沫吸波材料上方设置刚性泡沫支撑材料；
所述天线腔体顶部安装有天线辐射面，天线辐射面通过螺钉与天线腔体固连；天线辐射面上表面印制有两对正弦曲折线，天线辐射面与馈电电路板之间通过通孔用镀银线焊接，镀银线穿过天线辐射面中心的四个通孔，一端与天线辐射面上表面的正弦曲折线末端焊接，另一端与馈电电路板的馈电线末端双线焊接，共四根镀银线；
所述天线腔体底部设有3dB电桥，3dB电桥共有四个SSMA-K型接口，所述3dB电桥通过两根沉头螺钉与天线腔体固连，其中一侧的两只SSMA-K型接口通过半柔电缆与天线腔体底部的SMP-J插座连接，另一侧的两只SSMA-K型接口则分别输出左旋圆极化和右旋圆极化信号。
进一步地，所述天线腔体的材料为金属铝。
进一步地，所述馈电电路板及支撑结构板均采用Rogers 5880微波基片加工而成。
进一步地，所述泡沫吸波材料的型号为Cumming MT26，刚性泡沫支撑材料的型号为PMI-HF71。
进一步地，所述天线辐射面采用Rogers 5880微波基片加工而成。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)采用折叠形微带馈电结构，减小了天线纵向尺寸；(2)通过增加正交的支撑结构板与馈电电路板对插，并通过底部的固定圆环进行固定，提高了馈电结构的结构强度；(3)天线腔体内除填充泡沫吸波材料外，增加了刚性泡沫支撑材料，提高天线辐射面的抗震性能，并提高天线整体的抗冲击和抗震能力；(4)频率覆盖2.7～6.2GHz，可同时输出左旋或圆旋圆极化信号，可用于高冲击及震动强度平台，如机载、弹载平台，亦可用于车载、舰载平台等。
附图说明
图1是本发明双圆极化正弦天线的外形图。
图2是本发明双圆极化正弦天线的组装图。
图3是本发明双圆极化正弦天线的侧视图。
图4是本发明双圆极化正弦天线的辐射面示意图。
图5是本发明双圆极化正弦天线所用3dB电桥的内部电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1～5，本发明双圆极化正弦天线，该天线包括天线腔体1、3dB电桥2、天线辐射面3。天线腔体1内安装有馈电电路板5、支撑结构板6、固定圆环4、SMP-J插座9、泡沫吸波材料7及刚性泡沫支撑材料8组成。3dB电桥2采用多级耦合带状线构成，输出接口为SSMA-K型接口10。天线腔体1与3dB电桥2采用电缆连接，组合后的正弦天线可输出两路圆极化信号，一路为左旋圆极化，一路为右旋圆极化。
天线腔体1由金属材料加工而成，其内部安装有固定圆环4，固定圆环4通过螺钉与天线腔体1底部固连。固定圆环4上有四个缺口，用于固定馈电电路板5及支撑结构板6。馈电电路板5及支撑结构板6呈十字交叉对插安装，并固定于固定圆环4上的缺口中。馈电电路板5上印制有两组馈电线，形成两对微带—双线馈电巴伦，并沿馈电电路板5的T型结构将馈电线进行弯曲。馈电电路板5底部与天线腔体1接触处安装有两个SMP-J插座9。SMP-J插座9的芯线与馈电电路板5上馈电线焊接。固定圆环4上方安装有两层6mm厚泡沫吸波材料7(Cumming MT26)，再上方安装有刚性泡沫支撑材料8(型号PMI-HF71)，并在天线腔体1上侧壁加工有台阶，用于托住刚性泡沫支撑材料8。天线腔体1顶部安装有天线辐射面3。天线辐射面3上表面印制有两对正弦曲折线。天线辐射面3与馈电电路板5之间通过通孔用镀银线13焊接。镀银线13穿过天线辐射面3中心的四个通孔，一端与天线辐射面3上表面的正弦曲折线末端焊接，另一端与馈电电路板5的馈电线末端双线焊接，共四根镀银线13。3dB电桥2共有四个SSMA-K型接口10，其内部电路为常用的多级耦合带状线电路。
本发明的双圆极化正弦天线，其天线腔体1下方安装有3dB电桥2。3dB电桥一侧的两只SSMA-K型接口10通过半柔电缆14与天线腔体底部的SMP-J插座9连接。另一侧的两只SSMA-K型接口10则分别输出左旋圆极化和右旋圆极化信号。
实施例1
结合图1～3，本发明的新型馈电结构的双圆极化正弦天线，其工作频率为2.7GHz～6.2GHz，它主要由天线腔体1、3dB电桥2和天线辐射面3三部分构成。所述天线腔体1为金属结构件，通常为铝材，其内部安装有固定圆环4，所述固定圆环通过螺钉与天线腔体1底部固连。所述固定圆环4上有四个缺口，用于固定馈电电路板5及支撑结构板6。所述馈电电路板5及支撑结构板6呈十字交叉对插安装，并固定于固定圆环4上的缺口中。所述馈电电路板5及支撑结构板6均采用Rogers 5880微波基片加工而成，介电常数2.2，厚度为1.6mm。所述馈电电路板5上印制有两组馈电线，形成两对微带—双线馈电巴伦，并沿馈电电路板5的T型结构将馈电线进行弯曲。所述馈电电路板5底部与天线腔体1接触处安装有两个SMP-J插座9。所述SMP插座9的芯线与馈电电路板5上馈电线焊接。所述支撑结构板6表面无金属层。所述固定圆环4上方安装有两层6mm厚泡沫吸波材料7(Cumming MT26)，所述泡沫吸波材料7直径为48mm，其上方安装有刚性泡沫支撑材料8(型号PMI-HF71)。所述刚性泡沫支撑材料8直径为49mm，厚度为14mm。所述天线腔体1顶部安装有天线辐射面3，采用螺钉11与天线腔体固连。结合图4，所述天线辐射面3由Rogers 5880微波基片加工而成，其厚度为0.8mm，介电常数2.2，直径为Ф69mm，其上表面印制有两对正弦曲折线。所述天线辐射面3与馈电电路板5之间通过通孔用镀银线13焊接。所述镀银线13穿过天线辐射面3中心的四个通孔，一端与正弦线末端焊接，另一端与馈电线末端双线焊接，共四根镀银线13。
所述3dB电桥2共有四个SSMA-K型接口10，其内部电路为常用的带状线结构多级耦合带状线电路，如图5所示。
本发明的双圆极化正弦天线，其天线腔体1下方安装有3dB电桥2。所述3dB电桥2通过两根沉头螺钉12与天线腔体1固连，其中一侧的两只SSMA-K型接口10通过半柔电缆14与天线腔体1底部的SMP-J插座9连接。另一侧的两只SSMA-K型接口10则分别输出左旋圆极化和右旋圆极化信号。

Claims (5)

1.一种双圆极化正弦天线，其特征在于，包括天线腔体(1)、3dB电桥(2)、天线辐射面(3)，其中：
所述天线腔体(1)内部安装有固定圆环(4)，所述固定圆环(4)通过螺钉与天线腔体(1)底部固连；所述固定圆环(4)上有四个缺口，用于固定馈电电路板(5)及支撑结构板(6)，所述馈电电路板(5)及支撑结构板(6)呈十字交叉对插安装，并固定于固定圆环(4)上的缺口中；所述馈电电路板(5)上印制有两组馈电线，形成两对微带-双线馈电巴伦，并沿馈电电路板(5)的T型结构将馈电线进行弯曲；所述馈电电路板(5)底部与天线腔体(1)接触处安装有两个SMP-J插座(9)，SMP-J插座(9)的芯线与馈电电路板(5)上馈电线焊接；固定圆环(4)上方设置两层泡沫吸波材料(7)，泡沫吸波材料(7)上方设置刚性泡沫支撑材料(8)；
所述天线腔体(1)顶部安装有天线辐射面(3)，天线辐射面(3)通过螺钉(11)与天线腔体(1)固连；天线辐射面(3)上表面印制有两对正弦曲折线，天线辐射面(3)与馈电电路板(5)之间通过通孔用镀银线(13)焊接，镀银线(13)穿过天线辐射面(3)中心的四个通孔，一端与天线辐射面(3)上表面的正弦曲折线末端焊接，另一端与馈电电路板(5)的馈电线末端双线焊接，共四根镀银线(13)；
所述天线腔体(1)底部设有3dB电桥(2)，3dB电桥(2)共有四个SSMA-K型接口(10)，所述3dB电桥(2)通过两根沉头螺钉(12)与天线腔体(1)固连，其中一侧的两只SSMA-K型接口(10)通过半柔电缆(14)与天线腔体(1)底部的SMP-J插座(9)连接，另一侧的两只SSMA-K型接口(10)则分别输出左旋圆极化和右旋圆极化信号。
2.根据权利要求1所述的双圆极化正弦天线，其特征在于，所述天线腔体(1)的材料为金属铝。
3.根据权利要求1所述的双圆极化正弦天线，其特征在于，所述馈电电路板(5)及支撑结构板(6)均采用Rogers 5880微波基片加工而成。
4.根据权利要求1所述的双圆极化正弦天线，其特征在于，所述泡沫吸波材料(7)的型号为Cumming MT26，刚性泡沫支撑材料(8)的型号为PMI-HF71。
5.根据权利要求1所述的双圆极化正弦天线，其特征在于，所述天线辐射面(3)采用Rogers 5880微波基片加工而成。
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