CN215911586U - 一种宽带耐高温天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种宽带耐高温天线，包括：金属底板、介质基板、接地孔、辐射贴片、馈电探针、连接器。所述金属底板为不锈钢材料制成，所述介质基板为耐高温的陶瓷材料；介质基板通过螺钉安装在金属底板上；接地孔分布在以介质基板的几何中心为中心的矩形四角；辐射贴片为四片异形金属辐射面且形状呈中心对称，位置在介质基板中部。所述馈电探针位于介质基板一侧，馈电探针与辐射贴片不直接相连，馈电探针与辐射贴片之间通过耦合方式馈电，馈电探针上端与馈线连接，下端与连接器相连。连接器通过螺钉固定在金属底板上。本实用新型具有耐高温，体积小，结构强度优异，相对带宽达到36.7％，远优于普通微带天线带宽等优异性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种宽带耐高温天线。
背景技术
自19世纪80年代中微带天线理论已趋于成熟，同时各种形式的微带天线不断涌现。现如今，微带天线已应用于大约100GHZ-100GHz的宽广频域上的大量无线电设备中，特别是在飞行器上和地面便携设备中需要圆极化/双极化、双频段的微带天线。微带天线其基片厚度与波长相比一般很小，因而能够实现一维小型化。与普通微波天线相比，微带天线剖面薄，体积小，重量轻，易共形，散射截面小，便于获得圆极化，其主要缺点是频带窄。此外微带天线可采用印刷电路工艺制造，具有低成本优势且易于大批量生产。最常见的微带天线结构是一块一面是金属接地板、另一面是金属辐射贴片的薄介质板辅以同轴电缆以侧馈底馈等方式馈电构成，该金属辐射贴片最常见的为矩形贴片，也有圆形、三角形、长条型等多种形状。在实际的应用中，天线经常需要在不同的环境下工作，如耐高温环境，比如在炮弹尾部，由于炮弹尾部火焰喷射，温度会达到几百上千度，这就需要设计一种能够适应在高温环境下工作的天线。同时，实际工程应用往往对天线的带宽有更高的需求，因此就需要设计一种能够覆盖更宽频率带宽的天线。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的缺陷，提供了一种宽带耐高温天线，能有效的解决上述现有技术存在的问题。
一种宽带耐高温天线，包括：金属底板1、介质基板2、接地孔3、辐射贴片4、馈电探针5、安装螺钉A6、连接器7和安装螺钉B8。
所述介质基板2为耐高温的陶瓷材料，介质基板2四周通过螺钉A6固定在金属底板1上；
所述接地孔3有四个，都设置于介质基板2表面，并且贯穿介质基板2，其位置分布在以介质基板2的几何中心为中心的矩形四角上；
所述辐射贴片4为四片异形金属辐射面，四片异形金属辐射面的形状呈中心对称，设置在在介质基板2的中部位置，每一片辐射贴片4都覆盖一个接地孔3，且被覆盖的面被挖空。
介质基板2上，两对接地孔3之间分别设有一个圆形凹槽，圆形凹槽内壁贴金属片；两个圆形凹槽之间通过馈线连接，馈线不接触辐射贴片4。
所述馈电探针5设置在一个圆形凹槽内，并垂直贯穿介质基板2和金属底板1，馈电探针5上端通过圆形凹槽的内壁与馈线连接，下端与连接器7相连，馈电探针5通过螺装且激光焊接形式固定在圆形凹槽内。馈电探针5与辐射贴片4不直接相连，通过馈线耦合方式馈电。
所述连接器7通过螺钉B8固定在金属底板1下表面中部位置。
进一步地，所述金属底板1由316不锈钢材料制成，耐高温1200℃-1300℃，尺寸为50*33mm，厚度3mm。
进一步地，所述介质基板2由耐高温的陶瓷材料烧制而成，陶瓷的烧结温度1300℃，陶瓷的介电常数5.7，尺寸为44*33mm，厚度7mm。
进一步地，所述接地孔3为直径为1.4mm的金属化通孔，均匀分布在介质基板2表面中心6.8*6.2mm的矩形四角。
与现有技术相比本实用新型的优点在于：
1与普通微带天线相比，本实用新型采用耐高温陶瓷材料作为天线辐射介质基板，能耐几百上千度的高温，体积也更加小。
2与普通微带天线相比，本实用新型采用316不锈钢材料作为天线辐射介质的安装板，能耐几百上千度的高温，结构强度优异。
3与普通微带天线相比，本实用新型馈电采螺装和激光焊接结合的方式，能耐几百上千度的高温，结构更加可靠。
3与普通微带天线相比，本实用新型采用磁电偶极子的天线形式，有效扩展天线带宽，相对带宽达到36.7％，远优于普通微带天线的带宽。
附图说明
图1为本实用新型实施例天线的上表面立体图；
图2为本实用新型实施例天线的下表面立体图；
图3为本实用新型实施例天线的俯视图；
图4为本实用新型实施例天线的侧视图；
图5为本实用新型实施例天线3.33～4.84GHZ的VSWR曲线线图；
图6为本实用新型实例天线在谐振频点4.086GHZ的E面方向图；
图7为本实用新型实例天线在谐振频4.086GHZ的H面方向图；
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型做进一步详细说明。
如图1至4所示，一种宽带耐高温天线，包括：金属底板1、介质基板2、接地孔3、辐射贴片4、馈电探针5、安装螺钉A6、连接器7和安装螺钉B8。
所述介质基板2为耐高温的陶瓷材料，陶瓷的烧结温度1300℃，其四周设有四个直径2.6的通孔；介质基板2通过四颗M2.5的安装螺钉A6安装在金属底板1上；
所述接地孔3有四个，都设置于介质基板2表面，并且贯穿介质基板2，其位置分布在以介质基板2的几何中心为中心的矩形四角；
所述辐射贴片4为四片异形金属辐射面，四片异形金属辐射面的形状呈中心对称，设置在在介质基板2的中部位置，每一片辐射贴片4都覆盖一个接地孔3，且被覆盖的面被挖空。
介质基板2中心位置两对接地孔3之间分别设有一个圆形凹槽，凹槽内壁贴金属片；两个圆形凹槽之间通过馈线连接。馈线不接触辐射贴片4。
所述馈电探针5设置在一个圆形凹槽内，并垂直贯穿介质基板2和金属底板1，馈电探针5上端通过圆形凹槽的内壁与馈线连接，下端与连接器7相连，馈电探针5通过螺装且激光焊接形式固定在圆形凹槽内。馈电探针5与辐射贴片4不直接相连，馈电探针5与辐射贴片4之间通过耦合方式馈电。
所述连接器7通过2颗M2.5的安装螺钉B8固定在金属底板1下表面中部位置。
所述金属底板1由316不锈钢材料制成，耐高温1200℃-1300℃，尺寸为50*33mm，厚度3mm。
所述介质基板2由耐高温的陶瓷材料烧制而成，陶瓷的烧结温度1300℃，陶瓷的介电常数5.7，尺寸为44*33mm，厚度7mm。
所述接地孔3为直径为1.4mm的金属化通孔，均匀分布在介质基板2表面中心6.8*6.2mm的矩形四角位置。
本实施例使用高频仿真软件HFSS13对天线进行仿真，通过对天线进行建模与尺寸的微调进行优化仿真，使天线具有良好的阻抗匹配，进而得到预期的性能效果。
该天线单馈磁电偶极子设计，使其相比于传统叠层微带天线，带宽更宽；采用耐高温陶瓷材料作为天线辐射介质基板，能耐几百上千度的高温，体积也更加小。同样在采用不同尺寸外形的情况下，可以对天线指标进行针对性的优化来满足高增益、宽带宽的需求等；或者将天线设计为其它外形，满足不同天线对外形的需求。
如图5所示，可见该天线有较好的阻抗带宽，在整个带内VSWR＜2.0；
如图6和7所示，可以看见，该天线4.086GHZ在PHI0，PHI45，PHI90度的右旋圆计划增益均大于5dBi。
通过改变辐射贴片的位置和形状，可以实现该天线的任意圆极化旋向，不局限于右旋圆极化。
通过本实施例，可以看到本实用新型具有电性能指标优异，宽带宽，耐高温，机械强度高，可应用于高温环境、强度要求高的环境、带宽要求高的应用场景，如卫星导航领域的弹载平台。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的实施方法，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种宽带耐高温天线，其特征在于，包括：金属底板(1)、介质基板(2)、接地孔(3)、辐射贴片(4)、馈电探针(5)、安装螺钉A(6)、连接器(7)和安装螺钉B(8)；
所述介质基板(2)为耐高温的陶瓷材料，介质基板(2)四周通过螺钉A(6)固定在金属底板(1)上；
所述接地孔(3)有四个，都设置于介质基板(2)表面，并且贯穿介质基板(2)，其位置分布在以介质基板(2)的几何中心为中心的矩形四角上；
所述辐射贴片(4)为四片异形金属辐射面，四片异形金属辐射面的形状呈中心对称，设置在介质基板(2)的中部位置，每一片辐射贴片(4)都覆盖一个接地孔(3)，且被覆盖的面被挖空；
介质基板(2)上，两对接地孔(3)之间分别设有一个圆形凹槽，圆形凹槽内壁贴金属片；两个圆形凹槽之间通过馈线连接，馈线不接触辐射贴片(4)；
所述馈电探针(5)设置在一个圆形凹槽内，并垂直贯穿介质基板(2)和金属底板(1)，馈电探针(5)上端通过圆形凹槽的内壁与馈线连接，下端与连接器(7)相连，馈电探针(5)通过螺装且激光焊接形式固定在圆形凹槽内；馈电探针(5)与辐射贴片(4)不直接相连，通过馈线耦合方式馈电。
2.根据权利要求1所述的一种宽带耐高温天线，其特征在于：所述金属底板(1)由316不锈钢材料制成，耐高温1200℃-1300℃，尺寸为50*33mm，厚度3mm。
3.根据权利要求1所述的一种宽带耐高温天线，其特征在于：介质基板(2)由耐高温的陶瓷材料烧制而成，陶瓷的烧结温度1300℃，尺寸为44*33mm，度7mm。
4.根据权利要求1所述的一种宽带耐高温天线，其特征在于：接地孔(3) 为直径为1.4mm的金属化通孔，均匀分布在6.8*6.2mm的矩形四角。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122526756.8U CN215911586U (zh) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 一种宽带耐高温天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122526756.8U CN215911586U (zh) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 一种宽带耐高温天线 |
Publications (1)
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| CN215911586U true CN215911586U (zh) | 2022-02-25 |
Family
ID=80312622
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202122526756.8U Active CN215911586U (zh) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 一种宽带耐高温天线 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN215911586U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117832838A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-04-05 | 成都泰格微电子研究所有限责任公司 | 一种耐高温宽频带陶瓷天线 |
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2021
- 2021-10-20 CN CN202122526756.8U patent/CN215911586U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117832838A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-04-05 | 成都泰格微电子研究所有限责任公司 | 一种耐高温宽频带陶瓷天线 |
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