CN201910487U - 宽带双极化背腔式双层微带贴片天线 - Google Patents

宽带双极化背腔式双层微带贴片天线 Download PDF

Info

Publication number
CN201910487U
CN201910487U CN2010206505492U CN201020650549U CN201910487U CN 201910487 U CN201910487 U CN 201910487U CN 2010206505492 U CN2010206505492 U CN 2010206505492U CN 201020650549 U CN201020650549 U CN 201020650549U CN 201910487 U CN201910487 U CN 201910487U
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
plate
excitation
parasitic
little band
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 - Lifetime
Application number
CN2010206505492U
Other languages
English (en)
Inventor
卢晓鹏
高初
彭海兵
李雁
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.)
CETC 38 Research Institute
Original Assignee
CETC 38 Research Institute
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 CETC 38 Research Institute filed Critical CETC 38 Research Institute
Priority to CN2010206505492U priority Critical patent/CN201910487U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201910487U publication Critical patent/CN201910487U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本实用新型涉及宽带双极化背腔式双层微带贴片天线。该天线包括开有半封闭背腔的接地结构板，背腔内均布设有四点馈电的四个探针。背腔的开口端面设有激励微带板，四个探针的端部连接着激励微带板的底面；激励微带板的顶面蚀刻有电路，激励微带板的顶面中部设有支撑棒，支撑棒的顶部连接着寄生微带板，寄生微带板上设有寄生贴片。本实用新型具有结构简单、剖面低、加工精度高、无需泡沫结构支撑等诸多优点，既继承了普通微带贴片天线所具有的大部分优点，还在微带结构上实现了双极化天线的宽带、高隔离和低交叉极化性能。既可用作通讯及雷达等宽带阵列天线的组阵单元，也可单独用作无线电设备的终端天线。

Description

宽带双极化背腔式双层微带贴片天线
技术领域
本实用新型属于用作通讯及雷达等宽带双极化天线技术领域，具体涉及一种探针四点馈电的宽带背腔式双层微带贴片天线，本实用新型既可用于接收、也可用于发射无线电波；既可用作通讯及雷达等宽带双极化阵列天线的组阵单元，也可单独用作无线电设备的终端天线。
背景技术
对高分辨SAR合成孔径雷达系统来说，为获得成像目标不同物质特性的细节信息，除要求天线具有大的工作宽带外，还要求SAR具有多极化（HH、VV、HV、VH）工作模式，这就要求天线具备宽带双线极化工作能力。在民用方面，地面通信系统为抗多径衰落而采用的极化分集技术，也推动双线极化天线技术的发展。因此宽带双线极化天线技术在军用和民用领域的应用范围越来越广泛。
同时，在某些具体的应用中，还有诸如：副瓣、隔离、重量和扫描角等方面的特殊要求。例如：对于宽角扫描平面天线阵，要求天线单元具有宽角匹配的潜力；对于极化合成孔径类领域，常常要求设计的天线具备低副瓣、低交叉极化和高隔离度等方面的特性。
目前已见报道的宽带双极化天线形式主要有三大类，第一类是双极化裂缝波导天线，第二类是双极化对称振子天线，第三类是双极化微带贴片天线。裂缝波导天线的优点是效率高，缺点是带宽窄，最大带宽不会超过15％。同时由于波导尺寸限制，它不适用于L波段以下的低频天线设计。对于双极化对称振子天线，其优点是带宽宽，缺点是天线剖面尺寸大，结构设计复杂，两种极化天线单元相同切割面的波瓣一致性差。特别是当天线单元数较少时，容易造成了两种极化状态下天线的波瓣宽度、背瓣及增益等方面的指标差异很大，不利于SAR的成像处理。而双极化微带贴片天线除了具有重量轻、加工简单等优点，还具有两极化面波瓣一致性好的特点，适合于双极化SAR天线的设计。但对于较低工作波段，由于微带板厚度限制，使得常规微带贴片天线工作带宽较窄。为解决该问题，目前常见技术手段有：1）背腔结构与锥形耦合探针馈电相结合（R. F. Thomas and J. Huang, Ultra-Wideband UHF Microstrip Array for Geo-SAR Application, IEEE APS.,1998,pp. 2096-2099），在单层微带结构上实现了46％的工作带宽；2）多层微带结构与电容补偿探针馈电相结合（J.Huang, Z. A.Hussein, and A.Petros, A VHF Microstrip Antenna With Wide-Bandwidth and Dual-Polarization for Sea Ice Thickness Measurement，IEEE TAP., Vol.55，pp.2718-2722, Oct. 2007.），在多层微带结构上实现了30％的工作带宽。为实现高隔离、低交叉极化的双线极化工作，两者皆采用两两反相的四点馈电技术。但它们的缺点是天线结构复杂，其中前者锥形馈电探针的设计难度及加工难度皆较大，而后者采用多层泡沫微带结构，加工精度差，使得天线的实测交叉极化性能较差。
综上所述：在已有的各种微带天线中，具有因原理或结构而致的优点，也存在因原理或结构而致的缺陷，如何使得所述各种微带天线的优点得到尽可能地集中，并尽可能地克服缺陷，构成本实用新型所需解决的具体问题。
发明内容
为了将各种微带天线的优点得到尽可能地集中，并尽可能地克服缺陷，本实用新型提供一种宽带双极化背腔式双层微带贴片天线。
本实用新型的原理及构思涉及以下四个方面：第一，为实现宽带工作，天线采用背腔结构结合双层微带结构。其中采用背腔结构的作用是等效增加微带基板厚度并降低介质的介电常数，即通过降低天线的Q值来增加天线的工作带宽；而采用双层微带结构的目的是为了实现多点谐振展宽工作带宽。第二，采用与激励贴片一体化设计的近耦合电抗补偿型馈电结构，一方面是实现对天线馈电的宽带设计，另一方面是为了简化馈电探针的设计。第三，寄生单元采用与天线罩的一体化的设计，既简化结构又有利于天线防护。第四，采用四点馈电，通过相对端口的反相馈电实现双极化天线的高隔离和低交叉极化性能。
本实用新型的具体结构设计方案如下：
宽带双极化背腔式双层微带贴片天线主要包括接地结构板1、激励微带板2、寄生微带板3、馈电探针4和支撑棒5等部分。接地结构板1上开有半封闭背腔，背腔形状可为方形或圆形，背腔的中心安装有支撑柱8，见图2和图3。接地结构板1的上方安装有激励微带板2，其上表面蚀刻有激励贴片6；四个馈电探针4的法兰面固定在接地结构板1上，其端部与激励微带板2上的激励贴片6相焊接；激励微带板2的顶面中部安装有支撑棒5，支撑棒5的顶部连接着寄生微带板3与激励贴片6对应的寄生微带板3的表面上安装有寄生贴片7。
本实用新型与现有技术相比具有以下几个方面的有益技术效果：
1、本实用新型天线将多层微带技术、近耦合馈电补偿技术、四点馈电技术及背腔技术有效结合，并通过有效的天线构型设计，使得整个天线无需泡沫或蜂窝介质材料支持，结构简单，加工精度高，在双层微带结构上实现宽带、高隔离、低交叉极化的设计。HFSS仿真及测试结果表明该天线可实现40％以上工作带宽的优异性能；
2、寄生贴片可采用与天线罩一体化的结构设计，使得真正的微带板层仅有一层，一方简化了结构，缩减了天线剖面，同时也缩减了成本。
3、该实用新型天线继承了普通微带贴片天线所具有的大部分优点，如整个工作频带内天线方向图保持良好的对称性，双极化模式下天线各项技术指标的一致性好等方面。
附图说明
图1为本实用新型天线剖面结构示意图。
图2为方形背腔结构示意图。
图3为圆形背腔结构示意图。
图4为宽带双极化背腔式双层微带贴片天线阵结构示意图。
图5为本实用新型天线的双端口驻波测试曲线图。
图6为本实用新型天线的双端口隔离度测试曲线图。
图7a-d为本实用新型天线阵的远场波瓣测试结果。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。
实施例1：
参见图1，宽带双极化背腔式双层微带贴片天线主要包括接地结构板1、激励微带板2、寄生微带板3、馈电探针4和支撑棒5等部分。其中接地结构板1上开有半封闭背腔，背腔形状可为方形或圆形，背腔的中心安装有支撑柱8，见图2和图3。接地结构板1的上方安装有激励微带板2，其上表面蚀刻有激励贴片6；四个馈电探针4的法兰面固定在接地结构板1上，其端部与激励微带板2上的激励贴片6相焊接；激励微带板2的顶面中部安装有支撑棒5，支撑棒5的顶部连接着寄生微带板3与激励贴片6对应的寄生微带板3的表面上安装有寄生贴片7。
其中激励微带板2所用板材为Rogers公司生产的Ro4350单面覆铜板，激励微带板2的介电常数为3.48，铜箔厚度为35μm；天线罩所用介质材料由S玻璃纤维加工而成，该材料的相对介电常数为4.2；天线背腔内的填充介质为空气。天线的几何设计参数为：Wd=0.377λ0（λ0是中心频率点的电磁波在自由空间中的波长），Wp=0.296λ0，h1＝1.524mm，h2＝0.1λ0，h3＝0.004λ0，hc＝0.08λ0。
该天线单元采用一个两个宽带反相功分器馈电，馈电电缆分别连接两个相对端口，图5-6分别给出了端口驻波及端口隔离度测试曲线，可见该天线在超过40％的频带内驻波比优于1.5，隔离度优于45分贝。
实施例2：
参见图4，是一个1×4单元的宽带双极化背腔式双层微带贴片天线阵。整个天线由一个整体寄生微带板3、四个支撑棒5、四块激励微带板2、一个开有四个方形背腔的接地结构板1及16个与连接器一体化设计的馈电探针4等部件组成。其中寄生微带板3由S玻璃纤维布模压成型，并在其背面用胶粘贴四个由铜片加工而成的寄生贴片7；支撑棒5由聚四氟乙烯介质棒加工而成；激励微带板由Rogers公司生产的1.524mm厚Ro4350单面覆铜板加工而成；而含有背腔的接地结构板由金属铝板加工而成。
对上述天线阵的各项技术指标进行测试表明该天线阵在36.7％以上的带宽内，驻波比优于1.5，交叉极化优于-25dB，极化隔离优于57dB。图7a-d分别给出工作中频垂直极化和水平极化各主截面的远场波瓣测试结果。

Claims (2)

1.宽带双极化背腔式双层微带贴片天线，主要包括接地结构板（1）、激励微带板（2）、寄生微带板（3）、馈电探针（4）和支撑棒（5），其特征在于：接地结构板（1）上开有半封闭背腔，背腔形状可为方形或圆形，背腔的中心安装有支撑柱（8）；接地结构板（1）的上方安装有激励微带板（2），其上表面蚀刻有激励贴片（6）；四个馈电探针（4）的法兰面固定在接地结构板（1）上，其端部与激励微带板（2）上的激励贴片（6）相焊接；激励微带板（2）的顶面中部安装有支撑棒（5），支撑棒（5）的顶部连接着寄生微带板（3）与激励贴片（6）对应的寄生微带板（3）的表面上安装有寄生贴片（7）。
2.根据权利要求1所述的宽带双极化背腔式双层微带贴片天线，其特征在于：所述接地结构板（1）背腔内的填充介质为空气。
CN2010206505492U 2010-12-10 2010-12-10 宽带双极化背腔式双层微带贴片天线 Expired - Lifetime CN201910487U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010206505492U CN201910487U (zh) 2010-12-10 2010-12-10 宽带双极化背腔式双层微带贴片天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010206505492U CN201910487U (zh) 2010-12-10 2010-12-10 宽带双极化背腔式双层微带贴片天线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201910487U true CN201910487U (zh) 2011-07-27

Family

ID=44302687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010206505492U Expired - Lifetime CN201910487U (zh) 2010-12-10 2010-12-10 宽带双极化背腔式双层微带贴片天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201910487U (zh)

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102856640A (zh) * 2012-09-26 2013-01-02 电子科技大学 一种带有寄生圆片的高隔离度双极化e型微带天线
CN103311653A (zh) * 2013-05-20 2013-09-18 华南理工大学 采用差分馈电和多层贴片结构小型化高隔离宽频带的天线
CN103474756A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 华为技术有限公司 一种微带天线用辐射贴片及微带天线
CN103490143A (zh) * 2013-09-27 2014-01-01 佛山市蓝波湾通讯设备有限公司 一种阵列天线
CN104106180A (zh) * 2011-12-19 2014-10-15 Ace技术株式会社 贴片天线单元
CN104600432A (zh) * 2014-12-30 2015-05-06 北京理工雷科电子信息技术有限公司 一种小型化宽波束微带天线
CN104953296A (zh) * 2015-06-01 2015-09-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 相控阵腔式微带天线单元
CN105186130A (zh) * 2015-09-29 2015-12-23 辽宁普天数码股份有限公司 一种基于e型贴片的数字电视发射天线
CN105846051A (zh) * 2016-05-13 2016-08-10 深圳三星通信技术研究有限公司 一种降低基站天线高度的方法及基站天线
CN106486752A (zh) * 2016-09-23 2017-03-08 西安电子科技大学 一种小型化高隔离度双极化微带天线
CN106654553A (zh) * 2016-11-29 2017-05-10 北京航天长征飞行器研究所 一种c频段宽带方向图赋形天线
CN107302130A (zh) * 2017-05-11 2017-10-27 广东通宇通讯股份有限公司 天线阵列、天线模块及其微带天线单元
CN108155462A (zh) * 2017-12-13 2018-06-12 南京理工大学 一种基于标准矩形波导的大角度混合馈电频率扫描天线
CN109244650A (zh) * 2018-10-25 2019-01-18 苏州博海创业微系统有限公司 宽波束圆极化微带天线及阵列
CN109270362A (zh) * 2018-11-09 2019-01-25 深圳市信维通信股份有限公司 一种稳定且相关性好的rf测试装置
CN109378576A (zh) * 2018-11-23 2019-02-22 江苏中科智睿物联网科技有限公司 一种宽带高增益圆极化贴片准八木天线
CN109786937A (zh) * 2018-12-21 2019-05-21 西安电子科技大学 一种小型超宽波束背腔双层微带天线及其宽角扫描阵列
CN109888454A (zh) * 2018-12-29 2019-06-14 瑞声精密制造科技(常州)有限公司 一种封装天线模组及电子设备
CN110829007A (zh) * 2019-10-21 2020-02-21 武汉滨湖电子有限责任公司 一种l波段微带贴片天线单元
CN110931962A (zh) * 2018-09-20 2020-03-27 佛山市南海微波通讯设备有限公司 一种应用于wlan的高隔离度低剖面双极化天线
WO2020063194A1 (zh) * 2018-09-28 2020-04-02 维沃移动通信有限公司 终端设备
CN111048893A (zh) * 2019-12-11 2020-04-21 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种低剖面宽带双极化介质填充微带天线
CN111512495A (zh) * 2017-10-17 2020-08-07 索尼公司 腔支承贴片天线
CN112259959A (zh) * 2020-10-19 2021-01-22 西安电子工程研究所 低剖面宽带宽扫相控阵天线单元
CN115458923A (zh) * 2022-10-28 2022-12-09 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种低剖面高增益宽带双极化天线结构

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9871297B2 (en) 2011-12-19 2018-01-16 Ace Technologies Corporation Patch antenna element
CN104106180A (zh) * 2011-12-19 2014-10-15 Ace技术株式会社 贴片天线单元
CN104106180B (zh) * 2011-12-19 2017-04-26 Ace技术株式会社 贴片天线单元
CN102856640A (zh) * 2012-09-26 2013-01-02 电子科技大学 一种带有寄生圆片的高隔离度双极化e型微带天线
CN102856640B (zh) * 2012-09-26 2014-06-04 电子科技大学 一种带有寄生圆片的高隔离度双极化e型微带天线
CN103311653A (zh) * 2013-05-20 2013-09-18 华南理工大学 采用差分馈电和多层贴片结构小型化高隔离宽频带的天线
CN103311653B (zh) * 2013-05-20 2015-10-28 华南理工大学 采用差分馈电和多层贴片结构小型化高隔离宽频带的天线
CN103474756A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 华为技术有限公司 一种微带天线用辐射贴片及微带天线
CN103474756B (zh) * 2013-09-10 2016-03-30 华为技术有限公司 一种微带天线
CN103490143B (zh) * 2013-09-27 2015-11-11 佛山市蓝波湾金科技有限公司 一种阵列天线
CN103490143A (zh) * 2013-09-27 2014-01-01 佛山市蓝波湾通讯设备有限公司 一种阵列天线
CN104600432A (zh) * 2014-12-30 2015-05-06 北京理工雷科电子信息技术有限公司 一种小型化宽波束微带天线
CN104600432B (zh) * 2014-12-30 2017-08-25 北京理工雷科电子信息技术有限公司 一种小型化宽波束微带天线
CN104953296A (zh) * 2015-06-01 2015-09-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 相控阵腔式微带天线单元
CN104953296B (zh) * 2015-06-01 2018-08-14 中国电子科技集团公司第五十四研究所 相控阵腔式微带天线单元
CN105186130A (zh) * 2015-09-29 2015-12-23 辽宁普天数码股份有限公司 一种基于e型贴片的数字电视发射天线
CN105846051A (zh) * 2016-05-13 2016-08-10 深圳三星通信技术研究有限公司 一种降低基站天线高度的方法及基站天线
CN106486752A (zh) * 2016-09-23 2017-03-08 西安电子科技大学 一种小型化高隔离度双极化微带天线
CN106486752B (zh) * 2016-09-23 2019-11-22 西安电子科技大学 一种小型化高隔离度双极化微带天线
CN106654553A (zh) * 2016-11-29 2017-05-10 北京航天长征飞行器研究所 一种c频段宽带方向图赋形天线
CN107302130A (zh) * 2017-05-11 2017-10-27 广东通宇通讯股份有限公司 天线阵列、天线模块及其微带天线单元
CN111512495A (zh) * 2017-10-17 2020-08-07 索尼公司 腔支承贴片天线
CN108155462A (zh) * 2017-12-13 2018-06-12 南京理工大学 一种基于标准矩形波导的大角度混合馈电频率扫描天线
CN110931962A (zh) * 2018-09-20 2020-03-27 佛山市南海微波通讯设备有限公司 一种应用于wlan的高隔离度低剖面双极化天线
CN110931962B (zh) * 2018-09-20 2021-08-24 佛山市南海微波通讯设备有限公司 一种应用于wlan的高隔离度低剖面双极化天线
WO2020063194A1 (zh) * 2018-09-28 2020-04-02 维沃移动通信有限公司 终端设备
US11695210B2 (en) 2018-09-28 2023-07-04 Vivo Mobile Communication Co., Ltd. Terminal device
CN109244650A (zh) * 2018-10-25 2019-01-18 苏州博海创业微系统有限公司 宽波束圆极化微带天线及阵列
CN109270362A (zh) * 2018-11-09 2019-01-25 深圳市信维通信股份有限公司 一种稳定且相关性好的rf测试装置
CN109378576B (zh) * 2018-11-23 2020-06-23 江苏中科智睿物联网科技有限公司 一种宽带高增益圆极化贴片准八木天线
CN109378576A (zh) * 2018-11-23 2019-02-22 江苏中科智睿物联网科技有限公司 一种宽带高增益圆极化贴片准八木天线
CN109786937A (zh) * 2018-12-21 2019-05-21 西安电子科技大学 一种小型超宽波束背腔双层微带天线及其宽角扫描阵列
CN109888454A (zh) * 2018-12-29 2019-06-14 瑞声精密制造科技(常州)有限公司 一种封装天线模组及电子设备
CN110829007A (zh) * 2019-10-21 2020-02-21 武汉滨湖电子有限责任公司 一种l波段微带贴片天线单元
CN111048893A (zh) * 2019-12-11 2020-04-21 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种低剖面宽带双极化介质填充微带天线
CN111048893B (zh) * 2019-12-11 2021-09-28 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种低剖面宽带双极化介质填充微带天线
CN112259959A (zh) * 2020-10-19 2021-01-22 西安电子工程研究所 低剖面宽带宽扫相控阵天线单元
CN112259959B (zh) * 2020-10-19 2022-11-22 西安电子工程研究所 低剖面宽带宽扫相控阵天线单元
CN115458923A (zh) * 2022-10-28 2022-12-09 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种低剖面高增益宽带双极化天线结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201910487U (zh) 宽带双极化背腔式双层微带贴片天线
KR101687504B1 (ko) 집적된 밸룬을 가진 이중 분극 전류 루프 라디에이터
CN102280687B (zh) 一种用于移动通信的高隔离度的四端口分集天线
CN102544724B (zh) 一种双极化单脉冲宽带微带天线装置
CN102280718A (zh) Ku波段低剖面双频双极化阵列天线
CN109216936B (zh) 一种基于三角栅格排布的宽带宽角扫描相控阵天线
CN1941506B (zh) 非辐射边馈电的宽带双层矩形微带贴片天线
CN114069257B (zh) 一种基于强耦合偶极子的超宽带双极化相控阵天线
CN110011070A (zh) 一种用于合成孔径雷达的双极化微带天线阵
CN205621858U (zh) 一种小型化低剖面宽频带双圆极化微带天线
CN114639935A (zh) 一种用于实现双极化波束扫描的透镜天线
Yang et al. Wideband dual-port dual-band antenna with large frequency ratio
CN210489820U (zh) 一种小型化内侧螺旋耦合馈电的缝隙螺旋天线
Zou et al. Dual circularly polarized waveguide antenna array for satellite communications in the X band
CN115084872B (zh) 一种超宽带宽扫描角紧耦合相控阵天线
CN114122735A (zh) 基于介质加载的具有均匀等通量辐射特性的圆极化天线
CN115395210A (zh) 一种低剖面宽带端射阵列蒙皮天线单元及天线阵列
CN209896245U (zh) 圆极化天线装置
CN112635986A (zh) 一种圆极化天线单元和圆极化天线
Das et al. Mutual Coupling and RCS Reduction of MIMO Antenna using a hybrid technique
Yang et al. Microstrip aperture-coupled stacked patch antenna array for wide-band wide-angle-scan applications
Guo et al. A K-/Ka-band planar shared-aperture beam-scanning array with a high-isolation for the emerging mm-Wave shared-aperture terminals
Li et al. A Wideband Dual-polarized Microstrip Antenna Based on Defect Ground Structure
CN110137693B (zh) 一种新型容性加载宽带紧馈电双极化蝶形振子
Wu et al. Design of an Ultrawideband Dual-polarization Vivaldi Antenna Array in Integrated with Internal Monitoring Network

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20110727

CX01 Expiry of patent term