CN214672987U - 一种低轴比的微带圆极化阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低轴比的微带圆极化阵列天线，包括上层辐射贴片、金属围框、贴片网络、第一介质板和接头；上层辐射贴片和第一介质板分别设置于金属围框相对的两侧；贴片网络设置于第一介质板上、靠上层辐射贴片一侧表面；贴片网络包括一分四功分器以及四个阵源，四个阵源分别连接一分四功分器的一个馈点端口；一分四功分器的四个馈点端口中，相邻馈点端口相位相差90度；接头从第一介质板远离上层辐射贴片的一侧，穿过第一介质板，连接一分四功分器的馈入点。本设计的阵列天线具备低轴比的特点，降低了对阵源指标的依赖，结构简单，便于加工。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种圆极化阵列天线，特别是一种低轴比的微带圆极化阵列天线。
背景技术
圆极化波因其传播特性(抗干扰，与任一线极化匹配)，在通信，干扰，侦察领域得到大规模的应用。从而天线发射的圆极化波的性能优良才是保证任务完成的前提条件。而贴片天线有其低成本，剖面低，重量轻、共型等诸多特点。但是，传统阵列天线需要天线单元具有较宽较好的辐射单元，并且结构加工性还可进一步优化。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种低轴比的微带圆极化阵列天线，以提供一种结构简单、便于加工，并且具备低轴比的圆极化阵列天线。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种低轴比的微带圆极化阵列天线，包括上层辐射贴片、金属围框、贴片网络、第一介质板和接头；所述上层辐射贴片和所述第一介质板分别设置于所述金属围框相对的两侧；所述贴片网络设置于所述第一介质板上、靠所述上层辐射贴片一侧表面；所述贴片网络包括一分四功分器以及四个阵源，四个所述阵源分别连接所述一分四功分器的一个馈点端口；所述一分四功分器的四个馈点端口中，相邻馈点端口相位相差90度；所述接头从所述第一介质板远离所述上层辐射贴片的一侧，穿过所述第一介质板，连接所述一分四功分器的馈入点。
进一步的，所述第一介质板包括堆叠设置的第一介质层和反射板，所述第一介质层位于所述贴片网络和所述反射板之间。
进一步的，所述阵源为贴片天线。
进一步的，四个所述阵源正交设置。
进一步的，四个所述馈点端口正交设置。
进一步的，四个所述馈点端口依次设计零段蛇形微带线、一段蛇形微带线、两段蛇形微带线、三段蛇形微带线以设计相位差。
进一步的，所述金属围框的厚度为14～17mm。
进一步的，阵列天线还包括四个第二介质板，各所述第二介质板与各所述阵源一一对应，各所述第二介质板均设置于所述上层辐射贴片上、靠所述贴片网络一侧表面。
进一步的，所述第二介质板的尺寸为80mm*80mm。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本设计的微带圆极化阵列天线在满足性能要求的嵌体下，降低了对阵源指标的依赖，为各种圆极化阵列天线的设计提供了更多的可能性。
2、本设计的微带圆极化阵列天线将四个阵源天线当做圆极化形成的四个极化进行馈电，结构设计简单，便于加工。
3、本设计的微带圆极化阵列天线具备低轴比的特点。
附图说明
图1是微带圆极化阵列天线的结构示意图。
图2是微带圆极化阵列天线的爆炸图。
图3是贴片天线的一个实施例。
图4是一分四功分器的一个实施例。
图5是贴片网络结构的示意图。
图6为贴片天线仿真的驻波曲线示意图。
图7为贴片天线仿真的增益曲线示意图。
图8为贴片天线仿真的轴比曲线示意图。
图9为阵列天线仿真的驻波曲线示意图。
图10为阵列天线仿真的增益曲线示意图。
图11为阵列天线仿真的轴比曲线示意图。
图中标记：1为上层辐射贴片，2为第二介质板，3为金属围框，4为贴片网络，5为第一介质层，6为反射板，7为接头，8为第一介质板，41为一分四功分器，42为阵源，43为功分器的馈点端口，44为功分器的馈入点。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一
本实施例公开了一种低轴比的微带圆极化阵列天线，如图1所示，包括上层辐射贴片1、金属围框3、贴片网络4、第一介质板8和接头7；所述上层辐射贴片1和所述第一介质板分别设置于所述金属围框3相对的两侧；所述贴片网络4设置于所述第一介质板上、靠所述上层辐射贴片1一侧表面；如图5所示，所述贴片网络4包括一分四功分器41以及四个阵源42，四个所述阵源42分别连接所述一分四功分器41的一个馈点端口43；所述一分四功分器41的四个馈点端口43中，相邻馈点端口43相位相差90度；所述接头7从所述第一介质板8远离所述上层辐射贴片1的一侧，穿过所述第一介质板8，连接所述一分四功分器41的馈入点44。
如图2所示，第一介质板8包括堆叠设置的第一介质层5和反射板6，所述第一介质层5位于所述贴片网络4和所述反射板6之间。第一介质层5起到隔离贴片网络4和反射板6的作用，可以是有形介质，也可以是空气介质。
如图4所示，一分四功分器41的四个馈点端口43正交设置。对应的，如图5所示，四个贴片天线(阵源42)也为正交设置。
实施例二
本实施例公开了一种低轴比的微带圆极化阵列天线，如图1所示，包括上层辐射贴片1、第二介质板2、金属围框3、贴片网络4、第一介质板8和接头7；所述上层辐射贴片1和所述第一介质板分别设置于所述金属围框3相对的两侧；所述贴片网络4设置于所述第一介质板上、靠所述上层辐射贴片1一侧表面；如图5所示，所述贴片网络4包括一分四功分器41以及四个阵源42，四个所述阵源42分别连接所述一分四功分器41的一个馈点端口43；所述一分四功分器41的四个馈点端口43中，相邻馈点端口43相位相差90度；所述接头7从所述第一介质板8远离所述上层辐射贴片1的一侧，穿过所述第一介质板8，连接所述一分四功分器41的馈入点44。
如图2所示，第一介质板8包括堆叠设置的第一介质层5和反射板6，所述第一介质层5位于所述贴片网络4和所述反射板6之间。第一介质层5起到隔离贴片网络4和反射板6的作用，可以是有形介质，也可以是空气介质。
如图3所示，在一些实施例中，阵源42选用贴片天线，基材采用介电常数为2.2，正切角损耗低于3‰的介质，优选线宽尺寸如图3所示，当然，根据不同的选型，可通过仿真软件来调节贴片天线的线宽。如图4所示，一分四功分器41的四个馈点端口43正交设置。对应的，如图5所示，四个贴片天线(阵源42)也为正交设置。
如图4、5所示，四个馈点端口43依次设计零段蛇形微带线、一段蛇形微带线、两段蛇形微带线、三段蛇形微带线以设计相位差。蛇形线的长度与调节的相位相对应。
第二介质板2的数量与阵源42数量相同(即为四个)，设置位置也一一对应，如图2所示，各第二介质板2均设置于上层辐射贴片1上、靠所述贴片网络4一侧表面，且投影于对应的阵源42上。第二介质板2属于优选设计，在舍弃第二介质板2的情况下，天线仍具备正常的辐射效果，增加第二介质板2可以提高天线增益。
如图5所示，在一些实施例中，金属围框设计为142mm*142mm，厚度设计为16.6mm，对应的。如图4所示，第一介质板8、上层金属贴片1的尺寸设计为140mm*140mm第一介质板8的厚度设计为1.5mm。如图3所示，第二介质板2的尺寸设计为80mm*80mm，第二介质板2/上层辐射贴片1与阵源42的垂直距离为14.93mm。根据该设计的阵列天线进行仿真，得到的仿真结果如图6～11所示，其中，图6～8为对优化的贴片天线进行的仿真，图6所示为贴片天线驻波曲线，图7为贴片天线增益曲线，图8为贴片天线轴比曲线，从仿真数据看，天线驻波2.9GHz±200MHz低于2.4，增益大于6dB。有较宽的辐射带宽和驻波带宽，但轴比带宽仅在频点2.9GHz附近小于3.0。图9～11为对阵列天线的仿真设计，其中图9为阵列天线驻波曲线，图10为阵列天线增益曲线，图11为阵列天线轴比曲线，通过仿真可以看出，通过本设计的阵列天线结构的设计，阵列天线的驻波＜1.6优于单元(单个贴片天线)驻波，阵列天线的轴比＜3dB的带宽达到了300MHz。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种低轴比的微带圆极化阵列天线，其特征在于，包括上层辐射贴片(1)、金属围框(3)、贴片网络(4)、第一介质板(8)和接头(7)；所述上层辐射贴片(1)和所述第一介质板分别设置于所述金属围框(3)相对的两侧；所述贴片网络(4)设置于所述第一介质板上、靠所述上层辐射贴片(1)一侧表面；所述贴片网络(4)包括一分四功分器(41)以及四个阵源(42)，四个所述阵源(42)分别连接所述一分四功分器(41)的一个馈点端口(43)；所述一分四功分器(41)的四个馈点端口(43)中，相邻馈点端口(43)相位相差90度；所述接头(7)从所述第一介质板(8)远离所述上层辐射贴片(1)的一侧，穿过所述第一介质板(8)，连接所述一分四功分器(41)的馈入点(44)。
2.如权利要求1所述的低轴比的微带圆极化阵列天线，其特征在于，所述第一介质板(8)包括堆叠设置的第一介质层(5)和反射板(6)，所述第一介质层(5)位于所述贴片网络(4)和所述反射板(6)之间。
3.如权利要求1所述的低轴比的微带圆极化阵列天线，其特征在于，所述阵源(42)为贴片天线。
4.如权利要求1所述的低轴比的微带圆极化阵列天线，其特征在于，四个所述阵源(42)正交设置。
5.如权利要求4所述的低轴比的微带圆极化阵列天线，其特征在于，四个所述馈点端口(43)正交设置。
6.如权利要求1所述的低轴比的微带圆极化阵列天线，其特征在于，四个所述馈点端口(43)依次设计零段蛇形微带线、一段蛇形微带线、两段蛇形微带线、三段蛇形微带线以设计相位差。
7.如权利要求1所述的低轴比的微带圆极化阵列天线，其特征在于，所述金属围框(3)的厚度为14～17mm。
8.如权利要求1～7任一所述的低轴比的微带圆极化阵列天线，其特征在于，还包括四个第二介质板(2)，各所述第二介质板(2)与各所述阵源(42)一一对应，各所述第二介质板(2)均设置于所述上层辐射贴片(1)上、靠所述贴片网络(4)一侧表面。
9.如权利要求8所述的低轴比的微带圆极化阵列天线，其特征在于，所述第二介质板(2)的尺寸为80mm*80mm。
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| CN114336029A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-12 | 河源广工大协同创新研究院 | 一种宽带圆极化贴片天线 |
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| CN114336029B (zh) * | 2022-01-07 | 2023-08-15 | 河源广工大协同创新研究院 | 一种宽带圆极化贴片天线 |
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