CN210350096U - 一种双层结构的圆极化圆形天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双层结构的圆极化圆形天线，包括两个第一馈针，两个第二馈针，及从上往下依次设置的上层银面、上层介质板、下层银面、下层介质板、接地银面，上层银面、上层介质板、下层银面、下层介质板、接地银面的截面为圆形，上层银面涂覆在上层介质板上表面，下层银面涂覆在下层介质板上表面，接地银面涂覆在下层介质板下表面；第一馈针连接上层银面至接地银面，第二馈针连接下层银面于接地银面，所述的个第一馈针馈电相位形成90度差值，两个第二馈针的馈电相位形成90度差值。本实用新型天线结构简单，体积小，可以获得较高的增益。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，尤其是一种双层结构的圆极化天线。
背景技术
GPS频段天线的设计一直是天线工程领域关注的重点，传统的天线存在尺寸大、机动性差、难以与载体共形、容易暴露目标等，已经不再适应现代卫星通信系统的需求。具有高增益、小型化、结构简单等特点的圆极化天线一直是天线设计者们关注的难题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可在L1+ L5频段辐射圆极化波的圆极化天线，可获得较高的增益。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型公开了一种双层结构的圆极化圆形天线，包括两个第一馈针，两个第二馈针，及从上往下依次设置的上层银面、上层介质板、下层银面、下层介质板、接地银面，所述的上层银面、上层介质板、下层银面、下层介质板、接地银面的截面为圆形，所述的上层银面涂覆在上层介质板上表面，所述的下层银面涂覆在下层介质板上表面，所述的接地银面涂覆在下层介质板下表面；所述的第一馈针连接上层银面至接地银面，所述的第二馈针连接下层银面于接地银面，所述的两个第一馈针馈电相位形成90度差值，两个第二馈针的馈电相位形成90度差值。
进一步地，还包括侧面银面，所述的上层介质板与下层介质板的侧面开有四个矩形面，所述的侧面银面涂覆在下层介质板侧面的矩形面上。
优选地，所述的上层介质板及下层介质板为陶瓷材料制成。
优选地，所述的上层介质板上开设有两个上层圆孔供第一馈针通过，所述的下层介质板上开设有两个下层圆孔供第二馈针通过，所述的下层介质板上开设有两个供第一馈针通过的侧边金属化过孔，下层介质板中部开设有一中心金属化过孔，所述的侧边金属化过孔与中心金属化过孔内壁涂覆银。
其中，所述的上层介质板的圆的半径R1=21mm，高H1=4mm，上层介质板的四个侧面矩形面长L1=9.11mm，宽W1=4mm，上层银面的半径为R2=17.225mm；所述的下层介质板的圆的半径为R3=25mm，高H2为8mm，下层介质板的四个侧面矩形面长L2=14.7mm，宽W2=8mm，下层银面的半径为R4=23.9mm，侧面银面的长为L3=14.2mm，宽W3=7mm，接地银面的半径为R5=24mm。
其中，所述的第一馈针的长度为12mm，半径为0.7mm，第一馈针相对于中心的偏移量X1为3.8mm；所述的第二馈针的长度为8mm，半径为0.7mm，第二馈针相对于中心的偏移量X2为6mm。
其中，所述的上层圆孔及下层圆孔的半径R6均为0.75mm，所述的侧边金属化过孔与中心金属化过孔的半径R7均为1.5mm。
由于采用了上述结构，本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型的上层银面和下层银面用作辐射体，上层银面工作在L1频段，下层银面工作在L5频段，接地银面作为反射面。接地银面设有4个馈电位置通过第一馈针和第二馈针对上层银面和下层银面进行馈电，使上层银面和下层银面均为双馈结构，利用3dB电桥使上层银面和下层银面的两个馈针的馈电相位均形成90度差值，从而产生圆极化波。本实用新型天线结构简单，体积小，可以获得较高的增益。
2、上层介质板及下层介质板采用陶瓷材料制成，结构稳定、性能优良。
3、通过设置侧面银面，增加了天线低仰角增益。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的分解示意图。
图3是本实用新型的主视示意图。
图4是图3的俯视示意图。
图5是图3的仰视示意图。
图6是图4的A-A剖面示意图。
图7是本实用新型实施例的回波损耗曲线。
图8为本实用新型实施例的增益曲线。
图9为本实用新型实施例的轴比曲线。
主是要组件符号说明：
1：第一馈针，2：第二馈针，3：上层银面，4：上层介质板，5：下层银面，6：下层介质板，7：接地银面，8：侧面银面，9：矩形面，10：上层圆孔，11：侧边金属化过孔，12：中心金属化过孔，13：下层圆孔。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述。
如图1、图2所示，本实用新型公开了一种双层结构的圆极化圆形天线，包括两个第一馈针1、两个第二馈针2、上层银面3、上层介质板4、下层银面5、下层介质板6、接地银面7及侧面银面8。
上层银面3、上层介质板4、下层银面5、下层介质板6、接地银面7的截面均为圆形。上层银面3和下层银面5用作辐射体，上层银面3工作在L1频段，下层银面5工作在L2和L5频段，接地银面7作为反射面。上层银面3、上层介质板4、下层银面5、下层介质板6、接地银面7从上往下设置：上层银面3涂覆在上层介质板4上表面，下层银面5涂覆在下层介质板6上表面，接地银面7涂覆在下层介质板6下表面。上层介质板4及下层介质板6为陶瓷材料制成，其介电常数为9.5。上层介质板4与下层介质板6的侧面开有四个矩形面9，侧面银面8涂覆在下层介质板6侧面的矩形面9上。
结合图2和图6所示，上层介质板4上开设有两个上层圆孔10，下层介质板6上开设有两个侧边金属化过孔11及一中心金属化过孔12，侧边金属化过孔11与中心金属化过孔12内壁涂覆银。第一馈针1穿过上层圆孔10及侧边金属化过孔11，以连接上层银面3至接地银面7。下层介质板6上开设有两个下层圆孔13，第二馈针2穿过下层圆孔13以连接下层银面5至接地银面7。利用3dB电桥使两个第一馈针1馈电相位形成90度差值，两个第二馈针2的馈电相位形成90度差值，从而产生圆极化波。
如图3、图4、图5所示，上层介质板4的圆的半径R1=21mm，高H1=4mm，上层介质板4的四个侧面矩形面长L1=9.11mm，宽W1=4mm。上层银面3的半径为R2=17.225mm。下层介质板6的圆的半径为R3=25mm，高H2为8mm，下层介质板6的四个侧面矩形面长L2=14.7mm，宽W2=8mm，下层银面5的半径为R4=23.9mm。侧面银面8的长为L3=14.2mm，宽W3=7mm。接地银面7的半径为R5=24mm。上层圆孔10及下层圆孔13的半径R6均为0.75mm。侧边金属化过孔11与中心金属化过孔12的半径R7均为1.5mm。
如图6示，第一馈针1的长度为12mm，半径为0.7mm，第一馈针1相对于中心的偏移量X1为3.8mm。第二馈针2的长度为8mm，半径为0.7mm，第二馈针2相对于中心的偏移量X2为6mm。
本实施例的尺寸加工误差控制在1%以内。
将本实施例制得的双层结构的圆极化圆形天线进行仿真试验，结果如下。
如图7所示，仿真得到本天线的回波损耗曲线，可见本天线可以工作在L1+L5频段。其中S11和S44为下层介质板的回波损耗，使天线工作在L5频段，S22和S33为上层介质板的回波损耗，使天线工作在L1频段。
如图8所示，仿真得到本天线的增益曲线，天线在L5频段，在1.211GHz时有最大增益6.49 dB，在L1频段在1.585GHz时有最大增益6.20dB，可见本实用新型具有较高的增益。
如图9所示，仿真得到本天线的轴比曲线，可见本天线工作在L1+L5频段时轴比均小于2，符合一般要求。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种双层结构的圆极化圆形天线，其特征在于：包括两个第一馈针，两个第二馈针，及从上往下依次设置的上层银面、上层介质板、下层银面、下层介质板、接地银面，所述的上层银面、上层介质板、下层银面、下层介质板、接地银面的截面为圆形，所述的上层银面涂覆在上层介质板上表面，所述的下层银面涂覆在下层介质板上表面，所述的接地银面涂覆在下层介质板下表面；
所述的第一馈针连接上层银面至接地银面，所述的第二馈针连接下层银面至接地银面，所述的两个第一馈针馈电相位形成90度差值，两个第二馈针的馈电相位形成90度差值。
2.如权利要求1所述的双层结构的圆极化圆形天线，其特征在于：还包括侧面银面，所述的上层介质板与下层介质板的侧面开有四个矩形面，所述的侧面银面涂覆在下层介质板侧面的矩形面上。
3.如权利要求2所述的双层结构的圆极化圆形天线，其特征在于：所述的上层介质板及下层介质板为陶瓷材料制成。
4.如权利要求3所述的双层结构的圆极化圆形天线，其特征在于：所述的上层介质板上开设有两个上层圆孔供第一馈针通过，所述的下层介质板上开设有两个下层圆孔供第二馈针通过，所述的下层介质板上开设有两个供第一馈针通过的侧边金属化过孔，下层介质板中部开设有一中心金属化过孔，所述的侧边金属化过孔与中心金属化过孔内壁涂覆银。
5.如权利要求4所述的双层结构的圆极化圆形天线，其特征在于：所述的上层介质板的圆的半径R1=21mm，高H1=4mm，上层介质板的四个侧面矩形面长L1=9.11mm，宽W1=4mm，上层银面的半径为R2=17.225mm；所述的下层介质板的圆的半径为R3=25mm，高H2为8mm，下层介质板的四个侧面矩形面长L2=14.7mm，宽W2=8mm，下层银面的半径为R4=23.9mm，侧面银面的长为L3=14.2mm，宽W3=7mm，接地银面的半径为R5=24mm。
6.如权利要求5所述的双层结构的圆极化圆形天线，其特征在于：所述的第一馈针的长度为12mm，半径为0.7mm，第一馈针相对于中心的偏移量X1为3.8mm；所述的第二馈针的长度为8mm，半径为0.7mm，第二馈针相对于中心的偏移量X2为6mm。
7.如权利要求6所述的双层结构的圆极化圆形天线，其特征在于：所述的上层圆孔及下层圆孔的半径R6均为0.75mm，所述的侧边金属化过孔与中心金属化过孔的半径R7均为1.5mm。
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