專利名稱：寬頻帶寬波束圓極化天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于通信的圓極化天線，特別涉及一種寬頻帶寬波束圓極化天線。
技術(shù)背景目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的圓極化天線頻帶較窄，而且其波束很難達(dá)到較寬的半功率角，在許 多應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。傳統(tǒng)的圓極化天線，在微帶耦合偶極子的基板上設(shè)有雙面覆銅板，在 其一面的覆銅板上刻蝕偶極子臂,在其另一面的覆銅板上刻蝕激勵(lì)線,微帶耦合偶極子兩端部 寄生有反射體，反射體位于微帶耦合偶極子兩面的覆銅板上，還包括上表面蝕刻有功分器和 接地焊盤的電路板、金屬反射底板及射頻連接器,偶極子臂與接地焊盤焊接在一起，功分器輸 入端口與射頻連接器相連接，激勵(lì)線與功分器輸出端口焊接相連。這種現(xiàn)有的圓極化技術(shù)主 要受到軸比特性的限制，其頻帶較窄；而可以做到較寬波束微帶貼片圓極化天線，其帶寬又 較窄。因此，目前還沒有寬頻帶和寬波束兩項(xiàng)性能兼顧的圓極化天線。實(shí)用新型內(nèi)容為滿足上述需要，本實(shí)用新型提供一種可實(shí)現(xiàn)頻帶和波束寬、效率高、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單和安裝方便的寬頻帶寬波束圓極化天線。本實(shí)用新型提供的寬頻帶寬波束圓極化天線，包括金屬反射底板及其上面安裝的電路板, 所述電路板上表面蝕刻有功分器和接地焊盤,射頻連接器與電路板相連,在所述電路板上裝有 第一微帶耦合偶極子,所述第一微帶耦合偶極子的基板為雙面覆銅板，在其一面的覆銅板上對(duì) 稱刻蝕有第一偶極子臂和第二偶極子臂,在其另一面的覆銅板上刻蝕有第一激勵(lì)線，所述第一 微帶耦合偶極子兩端部寄生有反射體，所述反射體位于所述第一微帶耦合偶極子兩面的覆銅 板上，所述第一偶極子臂和第二偶極子臂與所述接地焊盤焊接在一起，所述功分器輸入端口 與所述射頻連接器相連接，所述第一激勵(lì)線與所述功分器輸出端口焊接相連，還包括有第二 微帶耦合偶極子,所述第一微帶耦合偶極子沿中心軸線在下部設(shè)有開口，第二微帶耦合偶極子 沿中心軸線在上部設(shè)有另一開口，相互正交插裝安置在所述電路板上，所述第二微帶耦合偶 極子的第三偶極子臂和第四偶極子臂分別焊接在所述接地焊盤上；所述第一微帶耦合偶極子 的第一激勵(lì)線與所述第二微帶耦合偶極子的第二激勵(lì)線上下錯(cuò)位分布，第二微帶耦合偶極子 的第二激勵(lì)線與所述功分器的輸出端口相連；所述第二微帶耦合偶極子的兩端部寄生有所述反射體；功分器為具有90。相位差的微帶一分二功分器。本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線，其中所述電路板的中心開有十字形槽，所述第一 微帶耦合偶極子和第二微帶耦合偶極子的兩底部分別設(shè)有與所述十字形槽相配合的連接部， 所述第一微帶耦合偶極子和第二微帶耦合偶極子分別通過所述連接部和十字形槽相互固定在 一起。本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線，其中所述反射器的高度為0.09X，寬度為0.025 入，距離偶極子臂的最近距離為0.016A，其中入為中心頻率的波長(zhǎng)。本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線，其中所述功分器在其阻抗變換節(jié)末端裝有隔離電 阻，所述隔離電阻的電阻值為75Q 150Q。本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線，其中所述電路板通過螺釘螺母與所述金屬反射底 板連接在一起。本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線的優(yōu)點(diǎn),由于采用微帶形式的正交耦合偶極子技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)了軸比小于2的帶寬大于20%,半功率波束寬度大于85° ，增益大于6dBi，利用此技術(shù) 應(yīng)用于相控陣天線，可有效地增大俯仰掃描角，做到了體積小、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和安裝方 便，可明顯地提高通信系統(tǒng)性能。


圖1是本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線的主視圖； 圖2是本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線的俯視圖； 圖3是本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線的左視圖； 圖4是圖2中A的局部視圖；圖5是本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線中電路板的結(jié)構(gòu)圖；圖6是本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線中第一微帶耦合偶極子的結(jié)構(gòu)圖；圖7是本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線中第二微帶耦合偶極子的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線，下面結(jié)合實(shí)施例做更詳盡的說明。 本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線的微帶耦合偶極子及其激勵(lì)線為2組，采用兩個(gè)對(duì) 稱偶極子正交放置，通過一個(gè)兩輸出端口相位相差9(T的一分二功分器分別對(duì)兩個(gè)偶極子進(jìn) 行饋電，使得兩個(gè)偶極子輻射出的電磁波幅度相等、相差9(T ，從而實(shí)現(xiàn)圓極化特性。采用 微帶介質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)化裝配工序，提高各部件的配合精度，保證性能的一致性。參照?qǐng)D1至圖3,本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線包括金屬反射底板9及其上面安裝的電路板16,電路板16上表面蝕刻有功分器3,接地焊盤12、射頻連接器11與電路板16相 連。在電路板16上裝有第一微帶耦合偶極子1和第二微帶耦合偶極子2。參照?qǐng)D5，電路板16的中心開有十字形槽17，第一微帶耦合偶極子1和第二微帶耦合偶 極子2相互正交放置，通過十字形槽定位。參照?qǐng)D6和圖7，第一微帶耦合偶極子1沿中心 軸線在下部設(shè)有開口 19，第二微帶耦合偶極子2沿中心軸線在上部設(shè)有另一開口20，相互正 交插裝安置在電路板16上。第一微帶耦合偶極子1和第二微帶耦合偶極子2的兩底部分別設(shè) 有與十字形槽n相配合的連接部18，第一微帶耦合偶極子1和第二微帶耦合偶極子2分別 通過連接部18和十字形槽17相互固定在一起。參照?qǐng)D1至圖3，微帶耦合偶極子的基板為雙面覆銅板，偶極子臂位于微帶耦合偶極子 的一面，激勵(lì)線位于微帶耦合偶極子的另一面上。微帶耦合偶極子寄生有反射體，反射體位 于微帶耦合偶極子兩面的覆銅板上。具體來說,第一微帶耦合偶極子1的基板上，在其一面的 覆銅板上對(duì)稱刻蝕有第一偶極子臂6和第二偶極子臂7,在其另一面的覆銅板上刻蝕有第一激 勵(lì)線4。第二微帶耦合偶極子2設(shè)有第三偶極子臂13、第四偶極子臂14和第二激勵(lì)線5,第一 激勵(lì)線4與第二激勵(lì)線5上下錯(cuò)位分布，并與功分器3的輸出端口相連。第一偶極子臂6和 第二偶極子臂7、第三偶極子臂13 (參照?qǐng)D4)、第四偶極子臂14與接地焊盤12焊接在一起， 保證偶極子臂接地良好。功分器3為具有90。相位差的高隔離度的微帶一分二功分器，為了 裝配方便，所有接地焊盤12與功分器3的電路都一同蝕刻在電路板16的上表面。功分器3 兩輸出端口分別與第一激勵(lì)線4和第二激勵(lì)線5通過焊接相連接，功分器3的兩輸出端口的 相位決定天線圓極化的旋向。功分器3的輸入端口通過射頻同軸電纜或直接與射頻連接器1 相連接。第一微帶耦合偶極子1兩端部和第二微帶耦合偶極子2的兩端部分別寄生有反射體10， 反射體IO分別位于第一微帶耦合偶極子1兩端的基板上和第二微帶耦合偶極子2兩端的基板 上。電路板16通過螺釘螺母15與金屬反射底板9固定在一起，使天線形成定向輻射。 第一微帶耦合偶極子1和第二微帶耦合偶極子2的兩端反射體10與其附近的接地焊盤12焊接，是為了展寬天線的波束寬度，反射體10高度h與偶極子臂的下邊沿等高，為0.09入(入為中心頻率的波長(zhǎng))，寬度w為0.025入，距離偶極子臂的最近距離L為0.016人，反射體10的高度h和寬度w影響到天線的軸比特性和波束寬度。第一激勵(lì)線4和第二激勵(lì)線5上下錯(cuò)位分布,避免相交，以便于安裝,也是為了提高兩對(duì)偶極子的隔離度。偶極子臂為相互對(duì)稱的2對(duì)，分別具有彎曲段,偶極子臂進(jìn)行彎曲主要是為了展寬天線波束，其次是為了減小天線尺寸。參照?qǐng)D2，功分器3阻抗變換節(jié)末端通過隔離電阻8連接，目的是為了提高功分器3的 輸出端口隔離度，減小兩偶極子之間互擾，進(jìn)而改善天線的軸比特性。隔離電阻8的電阻值 為75Q 150Q 。本實(shí)用新型具有寬頻帶和寬波束，增益較高的性能，使得其有了廣泛的用途，除了單獨(dú)使用外:其非常適合組成陣列天線，它使用在相控陣天線中將明顯的提高系統(tǒng)的掃描角和增上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的 構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本實(shí)用新 型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求 保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1.一種寬頻帶寬波束圓極化天線，包括金屬反射底板(9)及其上面安裝的電路板(16)，所述電路板(16)上表面蝕刻有功分器(3)和接地焊盤(12)，射頻連接器(11)與電路板(16)相連，在所述電路板(16)上裝有第一微帶耦合偶極子(1)，所述第一微帶耦合偶極子(1)的基板為雙面覆銅板，在其一面的覆銅板上對(duì)稱刻蝕有第一偶極子臂(6)和第二偶極子臂(7)，在其另一面的覆銅板上刻蝕有第一激勵(lì)線(4)，所述第一微帶耦合偶極子(1)兩端部寄生有反射體(10)，所述反射體(10)位于所述第一微帶耦合偶極子(1)兩面的覆銅板上，所述第一偶極子臂(6)和第二偶極子臂(7)與所述接地焊盤(12)焊接在一起，所述功分器(3)輸入端口與所述射頻連接器(11)相連接，所述第一激勵(lì)線(4)與所述功分器(3)輸出端口焊接相連，其特征在于還包括有第二微帶耦合偶極子(2)，所述第一微帶耦合偶極子(1)沿中心軸線在下部設(shè)有開口(19)，第二微帶耦合偶極子(2)沿中心軸線在上部設(shè)有另一開口(20)，相互正交插裝安置在所述電路板(16)上，所述第二微帶耦合偶極子(2)的第三偶極子臂(13)和第四偶極子臂(14)分別焊接在所述接地焊盤(12)上；所述第一微帶耦合偶極子(1)的第一激勵(lì)線(4)與所述第二微帶耦合偶極子(2)的第二激勵(lì)線(5)上下錯(cuò)位分布，第二微帶耦合偶極子(2)的第二激勵(lì)線(5)與所述功分器(3)的輸出端口相連；所述第二微帶耦合偶極子(2)的兩端部寄生有所述反射體(10)；功分器(3)為具有90°相位差的微帶一分二功分器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻帶寬波束圓極化天線，其特征在于其中所述電路板(16) 的中心丌有十字形槽(17)，所述第一微帶耦合偶極子(1)和第二微帶耦合偶極子(2)的兩 底部分別設(shè)有與所述十字形槽(17)相配合的連接部(18)，所述第一微帶耦合偶極子(1) 和第二微帶耦合偶極子(2)分別通過所述連接部(18)和十字形槽(17)相互固定在一起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的寬頻帶寬波束圓極化天線，其特征在于其中所述反射器 (10)的高度(h)為0.09 X ，寬度(w)為0.025入，距離偶極子臂的最近距離(L)為0.016 入，其中A為中心頻率的波長(zhǎng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬頻帶寬波束圓極化天線，其特征在于其中所述功分器(3) 在其阻抗變換節(jié)末端裝有隔離電阻(8)，所述隔離電阻(8)的電阻值為75Q 150Q。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的寬頻帶寬波束圓極化天線，其特征在于其中所述電路板(16) 通過螺釘螺母(17)與所述金屬反射底板(9)連接在一起。
專利摘要本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線，包括金屬反射底板及其上面安裝的電路板，電路板上表面蝕刻有具有90°相位差的微帶一分二功分器，在電路板上裝有第一微帶耦合偶極子和第二微帶耦合偶極子。微帶耦合偶極子相互正交插裝安置在電路板上，其激勵(lì)線上下錯(cuò)位分布，偶極子臂焊接在接地焊盤上，激勵(lì)線與功分器的兩輸出端口相連，功分器的輸入端口與射頻連接器相連接。本實(shí)用新型寬頻帶寬波束圓極化天線的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了軸比帶寬大于20％，半功率波束寬度大于85°，增益大于6dBi，應(yīng)用于相控陣天線，可有效地增大俯仰掃描角，做到了體積小、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和安裝方便，可明顯地提高通信系統(tǒng)性能。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK201219133SQ200820108240
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者付洪全, 王卓鵬, 肖長(zhǎng)虹, 郭金研 申請(qǐng)人:煙臺(tái)宏益微波科技有限公司