CN110098483A - 小型化全向圆柱共形微带天线 - Google Patents

小型化全向圆柱共形微带天线 Download PDF

Info

Publication number
CN110098483A
CN110098483A CN201910325844.6A CN201910325844A CN110098483A CN 110098483 A CN110098483 A CN 110098483A CN 201910325844 A CN201910325844 A CN 201910325844A CN 110098483 A CN110098483 A CN 110098483A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiation patch
conformal
odd number
metal
microstrip antenna
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.)
Pending
Application number
CN201910325844.6A
Other languages
English (en)
Inventor
刘景萍
李紫婷
刘遨云
张帆
常梦璐
李文东
秦港
林慧君
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.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
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 Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN201910325844.6A priority Critical patent/CN110098483A/zh
Publication of CN110098483A publication Critical patent/CN110098483A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0018—Space- fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0075—Stripline fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
    • H01Q21/205—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path providing an omnidirectional coverage

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明公开一种小型化全向圆柱共形微带天线，包括共形于金属圆柱共形体(1)外表面的矩形介质基板(2)和金属反射接地层(3)；介质基板(2)上表面设有奇数多个辐射贴片(41、42、43)，还包括金属短截线(6)和馈电端口(7)；相邻辐射贴片(41、42、43)间以微带线(51、52、53)相连，金属短截线(6)与奇数多个辐射贴片(41、42、43)的中间一个辐射贴片(41)的底端相连，馈电端口(7)位于奇数多个辐射贴片(41、42、43)的中间一个辐射贴片(41)的短边中线上且同时位于介质基板(2)的长边中线上。本发明的微带天线，结构紧凑、体积小、水平方向上360°均匀辐射、垂直方向上能量集中。

Description

小型化全向圆柱共形微带天线
技术领域
本发明属于毫米波共形微带天线技术领域，特别是一种体积小、水平方向上360°均匀辐射、垂直方向上能量集中的小型化全向圆柱共形微带天线。
背景技术
共形天线是指附着在一个固定形状的载体表面并且与载体贴合的天线。其最大的优点是不会对载体的机械结构造成影响和破坏。现代无线电引信要求天线能够和载体共形，同时也要求天线结构尽量简单、可靠性尽量高、体积尽量小、重量尽量轻，以最大程度地减小天线对弹体飞行造成的一些不必要的影响。具有低剖面特性的微带天线容易与各种曲面进行共形，因而在火箭以及导弹上得到了非常广泛的应用。
然而，普通微带阵列天线覆盖于整个圆柱表面时体积大，而且普通阵列天线馈网复杂、馈线过长，又会造成较大的辐射和能量损耗，导致水平方向上不圆度相对较差，垂直方向上能量相对分散。
因此需要一种既满足小型化，又满足全向性、水平方向上360°均匀辐射，而且在垂直方向上能量集中的圆柱共形微带天线来克服以上缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型化全向圆柱共形微带天线，结构紧凑、体积小、水平方向上360°均匀辐射、垂直方向上能量集中。
实现本发明目的的技术方案为：
一种小型化全向圆柱共形微带天线，包括金属圆柱共形体1、矩形介质基板2和满贴于所述介质基板2下表面的金属反射接地层3，所述介质基板2和金属反射接地层3长度方向绕圆柱共形体1一周，共形于所述金属圆柱共形体1外表面；
在所述介质基板2上表面沿长度方向依次设有奇数多个辐射贴片41、42、43，还包括金属短截线6和馈电端口7；
相邻的所述辐射贴片41、42、43之间以微带线51、52、53相连，所述金属短截线6与所述奇数多个辐射贴片41、42、43的中间一个辐射贴片41的底端相连，所述馈电端口7位于所述奇数多个辐射贴片41、42、43的中间一个辐射贴片41的短边中线上且同时位于所述介质基板2的长边中线上。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、结构紧凑、体积小：本发明采用角馈线阵，无需馈网，角馈线直接将贴片相连，减小天线的总宽度，实现小型化。
2、全向性好、能量集中：本发明包含奇数个辐射元件，采用中心馈电，以保持馈电激励的对称性；中心贴片向外辐射功率，并通过互连角馈线将其余功率耦合到其他贴片上，达到水平方向上360°均匀辐射，垂直方向上有一定宽度的波束。
3、天线辐射影响小：本发明采用同轴馈电，契合实物测试需求，减小对天线辐射影响。
4、结构简单：本发明采用串联角馈方式，用一段金属短截线进行阻抗匹配，结构简单。
5、易于共形：本发明采用型号为Rogers5880的介质基板，厚度为0.254mm，介电常数为2.2，板材薄，柔韧性好，易于与载体共形。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明小型化全向圆柱共形微带天线的结构示意图。
图2为图1中矩形介质基板上阵列天线结构详图。
图3为本发明实例的回波损耗仿真结果。
图4为本发明实例的E面方向图仿真结果。
图5为本发明实例的H面方向图仿真结果。
图中，金属圆柱共形体1，矩形介质基板2，金属反射接地层3，金属辐射贴片41、42、43，微带线51、52、53，金属短截线6，馈电端口7。
具体实施方式
如图1所示，本发明小型化全向圆柱共形微带天线，包括金属圆柱共形体1、矩形介质基板2和满贴于所述介质基板2下表面的金属反射接地层3，所述介质基板2和金属反射接地层3长度方向绕圆柱共形体1一周，共形于所述金属圆柱共形体1外表面；
在所述介质基板2上表面沿长度方向依次设有奇数多个辐射贴片41、42、43，还包括金属短截线6和馈电端口7；
相邻的所述辐射贴片41、42、43之间以微带线51、52、53相连，所述金属短截线6与所述奇数多个辐射贴片41、42、43的中间一个辐射贴片41的底端相连，所述馈电端口7位于所述奇数多个辐射贴片41、42、43的中间一个辐射贴片41的短边中线上且同时位于所述介质基板2的长边中线上。
优选地，如图2所示，所述奇数多个辐射贴片41、42、43为大小、形状完全相同的金属矩形辐射贴片单元。
优选地，如图2所示，所述连接奇数多个辐射贴片41、42、43的微带线51、52、53为大小相同的金属微带线。
优选地，如图2所示，所述金属短截线6为一段金属微带线。
优选地，所述介质基板2为Rogers5880，厚度为0.254mm，介电常数为2.2。
这验证本发明的技术效果，下面以具体实施例加以说明。
实施例中各单元具体尺寸如下：
金属辐射单元41、42、43长度：2.71mm，宽度：1.91mm；
微带线51、52、53边长：0.3mm，宽度：4.1mm；
金属短截线6长度：0.9mm，宽度：0.2mm；
馈电端口7位置：距金属辐射单元41正中心1mm；
(注：上述各单元尺寸记沿所述共形体1轴线方向为长，与所述共形体1轴线垂直方向为宽)
仿真结果如图3、图4、图5所示。图3为回波损耗仿真结果图，从图3可看出天线在中心频率35GHz处回波损耗为-16dB，在34.24GHz～37.31GHz范围内，天线S11参数小于-10dB，天线工作带宽满足1GHz；图4为天线E面方向图，可看出天线在水平方向360°全向均有辐射，且不圆度仅2.933dB；图5为天线H面方向图，可以看出天线在垂直方向上0°和180°位置(顶部和底部)基本没有增益，中部有一定宽度的波束，能量集中。
综上所述，本发明一种小型化全向圆柱共形微带天线，根据角馈线阵降低能量损失，各贴片辐射均匀，降低了不圆度的同时，减小天线整体尺寸。最终设计出一个体积小，结构简单，全向辐射，能量集中，有一定波束宽度，易于共形的小型化全向圆柱共形微带天线，对现代无线通信系统和雷达系统有重要的实际应用意义。

Claims (5)

1.一种小型化全向圆柱共形微带天线，其特征在于：
包括金属圆柱共形体(1)、矩形介质基板(2)和满贴于所述介质基板(2)下表面的金属反射接地层(3)，所述介质基板(2)和金属反射接地层(3)长度方向绕圆柱共形体(1)一周，共形于所述金属圆柱共形体(1)外表面；
在所述介质基板(2)上表面沿长度方向依次设有奇数多个辐射贴片(41、42、43)，还包括金属短截线(6)和馈电端口(7)；
相邻的所述辐射贴片(41、42、43)之间以微带线(51、52、53)相连，所述金属短截线(6)与所述奇数多个辐射贴片(41、42、43)的中间一个辐射贴片(41)的底端相连，所述馈电端口(7)位于所述奇数多个辐射贴片(41、42、43)的中间一个辐射贴片(41)的短边中线上且同时位于所述介质基板(2)的长边中线上。
2.根据权利要求1所述的圆柱共形微带天线，其特征在于：
所述奇数多个辐射贴片(41、42、43)为大小、形状完全相同的金属矩形辐射贴片单元。
3.根据权利要求1所述的圆柱共形微带天线，其特征在于：
所述连接奇数多个辐射贴片(41、42、43)的微带线(51、52、53)为大小相同的金属微带线。
4.根据权利要求1所述的圆柱共形微带天线，其特征在于：
所述金属短截线(6)为一段金属微带线。
5.根据权利要求1所述的圆柱共形微带天线，其特征在于：
所述介质基板(2)为Rogers5880，厚度为0.254mm，介电常数为2.2。
CN201910325844.6A 2019-04-23 2019-04-23 小型化全向圆柱共形微带天线 Pending CN110098483A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910325844.6A CN110098483A (zh) 2019-04-23 2019-04-23 小型化全向圆柱共形微带天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910325844.6A CN110098483A (zh) 2019-04-23 2019-04-23 小型化全向圆柱共形微带天线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110098483A true CN110098483A (zh) 2019-08-06

Family

ID=67445568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910325844.6A Pending CN110098483A (zh) 2019-04-23 2019-04-23 小型化全向圆柱共形微带天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110098483A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110611152A (zh) * 2019-10-11 2019-12-24 中国人民解放军第六九O五工厂 小型化共形天线
CN111653872A (zh) * 2020-05-26 2020-09-11 南京理工大学 一种宽频超宽带天线

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204205048U (zh) * 2014-10-09 2015-03-11 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种耐高温的共形卫导天线阵
CN207818892U (zh) * 2018-02-26 2018-09-04 成都信息工程大学 支节匹配微带天线
CN208157620U (zh) * 2018-02-05 2018-11-27 熊恺睿 应用于小型无人机定位的共形天线
CN109462039A (zh) * 2018-10-22 2019-03-12 南京理工大学 一体化圆柱共形相控阵天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204205048U (zh) * 2014-10-09 2015-03-11 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种耐高温的共形卫导天线阵
CN208157620U (zh) * 2018-02-05 2018-11-27 熊恺睿 应用于小型无人机定位的共形天线
CN207818892U (zh) * 2018-02-26 2018-09-04 成都信息工程大学 支节匹配微带天线
CN109462039A (zh) * 2018-10-22 2019-03-12 南京理工大学 一体化圆柱共形相控阵天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RINKEE CHOPRA等: "Corner fed microstrip antenna array with reduced cross polarization and side lobe level", 《2016 ASIA-PACIFIC MICROWAVE CONFERENCE (APMC)》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110611152A (zh) * 2019-10-11 2019-12-24 中国人民解放军第六九O五工厂 小型化共形天线
CN111653872A (zh) * 2020-05-26 2020-09-11 南京理工大学 一种宽频超宽带天线
CN111653872B (zh) * 2020-05-26 2022-12-13 南京理工大学 一种宽频超宽带天线

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9831559B2 (en) Low-profile blanket antenna
CN109950707B (zh) 一种圆锥共形端射阵列天线
CN105896091A (zh) 小型化宽带高增益圆极化微带天线
US7710327B2 (en) Multi band indoor antenna
CN107275766A (zh) 一种基于非均匀周期结构加载的宽带表面波天线
CN111969300A (zh) 微带阵列盘锥复合共形天线
CN108023175B (zh) 小型化圆柱共形微带阵列天线
CN110289501A (zh) 一种宽带圆极化平板阵列天线
CN110931969A (zh) 一种散射波束可重构的低rcs阵列天线
CN103545607A (zh) 一种宽频带高增益Fabry-Perot谐振天线
CN110021818A (zh) 小型化圆柱共形微带阵列天线
CN112038753B (zh) 薄型机翼共形双极化强耦合超宽带偶极子相控阵
CN211530188U (zh) 一种基于开口谐振环的新型端射天线
CN110492242A (zh) 一种超薄半壁短路圆极化顶端辐射天线
CN110098483A (zh) 小型化全向圆柱共形微带天线
CN109888484A (zh) 基于SSPPs结构的高效率端射天线
CN209963248U (zh) 一种小型化微带准八木天线
CN114824758A (zh) 一种低剖面小型化宽带宽波束天线
CN106785479A (zh) 一种基于平面单极子天线的宽波瓣毫米波微带天线
CN103259095A (zh) 一种面向光学和微波同轴探测应用的微带天线
CN103401068B (zh) 高增益宽带立体式缝隙八木天线
CN107275752A (zh) 基于人工电磁结构的圆柱共形微带阵列天线
CN109309281B (zh) 一种微带竖环天线
CN107579346B (zh) 一种超宽带低雷达截面的微带天线
CN113594683B (zh) 基于多重加载结构的四臂螺旋天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190806

RJ01 Rejection of invention patent application after publication