CN108565541A - L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线 - Google Patents

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张涛
刘震
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Abstract

本发明涉及L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线，其特征在于该天线包括地板、馈电铜柱、支撑体和辐射体；辐射体为圆盘形，辐射体的圆周边缘上均匀布置有多个支撑体，多个支撑体均与辐射体的下表面垂直，多个支撑体的另一端与地板焊接在一起；在辐射体的中心，且位于辐射体和地板之间安装有三个馈电铜柱。该天线工作于L波段，以空气作为介质，利用金属支撑片改进天线性能的具有低成本、小型化等优点。

Description

L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线
技术领域
本发明涉及一种L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线，具体地说，是指一种工作于L波段，以空气作为介质，利用金属支撑片改进天线性能的具有低成本、小型化特性的微带圆极化天线。
背景技术
微带天线广泛地应用于军事、航天、遥控、遥测和移动通信领域。在较低的频段中，
微带天线主要有微带贴片天线、微带振子天线、微带线形天线和微带缝隙天线；随着现代通信技术的发展，对天线的要求越来越高，在性能方面要求天线具有较宽的带宽；在结构方面，要求天线尺寸小；在价格方面，要求天线成本低。
现有的微带贴片天线结构都是由介质基片上贴加导体薄片形成，如图1所示，在介质基片6的上下表面均贴加一层导体薄片5，下部的导体薄片尺寸与介质基板相同，上部的导体薄片尺寸小于介质基板。这种结构形式使得现有微带贴片天线有下面一些缺点：有介质损耗；受基片材料厚度限制，微带贴片天线带宽较窄；受基片材料成本影响价格很难降下来。这些缺点使得传统的基于介质基片的微带天线不能完全满足通信系统要求。
考虑到上述情况，有必要为实际通信平台开发一种低成本高性能、电磁特性好的天线。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线，使其解决普通介质基片微带贴片天线成本高、性能受基片材料影响大等问题，具有更好地电磁特性。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到：L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线，其特征在于该天线包括地板、馈电铜柱、支撑体和辐射体；辐射体为圆盘形，辐射体的圆周边缘上均匀布置有多个支撑体，多个支撑体均与辐射体的下表面垂直，多个支撑体的另一端与地板焊接在一起；在辐射体的中心，且位于辐射体和地板之间安装有三个馈电铜柱。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
1.成本低。采用空气介质，不使用昂贵的介质基片，可将天线成本降低70％左右。
2.天线厚度不受限，有助于提高天线带宽。采用空气介质，天线厚度不受介质基片厚度的制约，天线可以采用任意厚度，提高天线带宽灵活性。
3.天线尺寸小。支撑金属片在支撑辐射体金属片的同时，可以调节天线工作频率，起到了延展辐射金属片的作用，可有效降低天线尺寸20％以上。
附图说明
为了更清楚地理解本发明，现将通过本发明实施例，同时参照附图，来描述本发明，其中：
图1是现有贴片天线的整体结构示意图。
图2是本发明天线的主视结构示意图。
图3是本发明天线的实物结构示意图。
图4是本发明天线的驻波比与频率的关系图。
图5是本发明天线的增益方向图。
图中：1.辐射体，2.支撑片，3.馈电铜柱，4.地板，5.导体薄片，6.介质基片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线(简称天线，参见图2-3)包括地板4、馈电铜柱3、支撑体2和辐射体1；辐射体为圆盘形，辐射体的圆周边缘上均匀布置有多个支撑体2，多个支撑体均与辐射体的下表面垂直，多个支撑体的另一端与地板4焊接在一起；在辐射体的中心，且位于辐射体和地板之间安装有三个馈电铜柱。使用时，需将天线安装在射频电路板上，若射频电路板有完整的地层，可用射频电路板的地层代替天线的地板。
本发明的支撑体和辐射体均采用金属片制成，优选铜片。支撑体的形状为长方形。
实施例1
本实施例L波段低成本小型化微带圆极化天线，包括圆形铜片制成的圆形辐射体1；在辐射体圆周边缘上均匀分布与辐射体下表面垂直的八个支撑体，支撑体采用铜片支撑，支撑体的另一端焊接在射频电路板的地层上，此时射频电路板的地层为地板，支撑体既起到支撑辐射体的作用，也起到调节频率的作用；在辐射体中心和地板之间焊接三个馈电铜柱3，三个馈电铜柱的一端与辐射体焊接，另一端与射频电路板的输出点焊接，起到给辐射体馈电的作用。
本实施例辐射体和支撑体均采用厚度为0.5mm的黄铜，且该黄铜经过防氧化表面处理；馈电铜柱选择直径为1.5mm的黄铜柱，也经过防氧化表面处理。
本实施例中每个支撑体的尺寸结构均相同，为长方形铜片，长方形铜片的高度为9.5mm，长方形铜片的宽度为6.4mm，辐射体直径74mm，地板直径90mm。
图4为本实施例天线的驻波比(VSWR)与频率(Freq)的关系图，图中横坐标为频率，纵坐标为驻波比，从图中可看出本实施例天线的驻波比小于2的百分比带宽为21％；图5为增益方向图，增益为6.4dBi。因此可知，本实施例天线具有良好地电磁特性，能满足天线使用需求，且使用空气作为介质，能显著减少介质基板的材料种类对天线性能的影响，同时能显著降低成本，更利用市场推广使用。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (4)

1.一种L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线，其特征在于该天线包括地板、馈电铜柱、支撑体和辐射体；辐射体为圆盘形，辐射体的圆周边缘上均匀布置有多个支撑体，多个支撑体均与辐射体的下表面垂直，多个支撑体的另一端与地板焊接在一起；在辐射体的中心，且位于辐射体和地板之间安装有三个馈电铜柱。
2.根据权利要求所述的L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线，其特征在于所述支撑体和辐射体均采用金属片制成。
3.根据权利要求所述的L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线，其特征在于支撑体和辐射体采用铜片制成。
4.根据权利要求所述的L波段低成本小型化空气介质微带圆极化天线，其特征在于支撑体的形状为长方形。
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