寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的一種寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，旨在提供一種低輪廓，具有較寬的軸比和阻抗帶寬，良好的寬角軸比特性的微帶天線。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：在覆蓋層介質(zhì)板(1)下方依附有作為寄生輻射器的上層矩形微帶金屬貼片(9)，底層介質(zhì)板(5)上方貼有作為驅(qū)動(dòng)輻射器的下層矩形微帶金屬微帶貼片(8)，上層矩形微帶金屬貼片諧振工作在高頻端，下層矩形微帶金屬貼片諧振工作在低頻端；在所述矩形盒體中心區(qū)域開(kāi)設(shè)有以介質(zhì)板為“墻壁”的空腔，空腔區(qū)域內(nèi)填充有介電常數(shù)與空氣接近的介質(zhì)體，饋電探針(10)通過(guò)一個(gè)貫通底層介質(zhì)板，直徑大于饋電探針的金屬化過(guò)孔，固聯(lián)在下層矩形微帶金屬貼片上。利用本發(fā)明可以獲得較寬的工作帶寬。
【專(zhuān)利說(shuō)明】寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于微波天線【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于空腔的堆疊微帶天線，該微帶天線適于作為寬頻段寬角掃描圓極化相控陣天線的單元天線。

【背景技術(shù)】
[0003]微帶天線以其體積小，重量輕，剖面低，易集成，造價(jià)低等特性以及良好的電性能受到廣泛的關(guān)注。隨著衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、移動(dòng)通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)的不斷增加，設(shè)備不斷向小型化方向發(fā)展，對(duì)天線體積，集成化及工作頻段的要求也越來(lái)越高。在必須考慮體積，重量，價(jià)格，特性要求 ，易安裝以及符合氣動(dòng)外觀等因素的高性能飛機(jī)，衛(wèi)星以及全球定位系統(tǒng)，移動(dòng)通訊和無(wú)線通訊等諸多高度發(fā)展的應(yīng)用中都需要天線系統(tǒng)具有低剖面，能平貼于任何平面或曲面的外觀特性。同時(shí)，天線系統(tǒng)要易于制作，易與微波集成電路集成，具有寬頻帶寬角圓極化的性能。在過(guò)去的研究中已出現(xiàn)了許多設(shè)計(jì)方法，但有利有弊，不是很理想，例如使用厚介質(zhì)基片材料以增加天線頻寬的設(shè)計(jì)在加大帶寬的同時(shí)，天線體積也加大了，而進(jìn)一步將天線體積縮小后，又會(huì)產(chǎn)生帶寬減小或天線增益降低的問(wèn)題。因而微帶天線本質(zhì)上所具有的高品質(zhì)因數(shù)，窄頻帶，低效率等缺點(diǎn)也大大限制了它們的應(yīng)用。
[0004]圓極化微帶天線以其重量輕、剖面低、易于集成等優(yōu)點(diǎn)在移動(dòng)、衛(wèi)星通信中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的單點(diǎn)饋電圓極化微帶天線具有較窄的軸比帶寬，通常小于2%。寬頻段的圓極化性能實(shí)質(zhì)上是需要天線具有較寬的駐波帶寬及軸比帶寬，且這兩個(gè)工作帶寬應(yīng)盡可能的重合。寬角圓極化指的是需要天線在較寬的角域范圍內(nèi)軸比較小。同時(shí)在上述的使用領(lǐng)域內(nèi)，天線往往是需要安裝在飛行載體上的，這就需要天線具有低輪廓、小型化及輕量化的特點(diǎn)。但是傳統(tǒng)的圓極化微帶天線駐波帶寬、軸比帶寬較窄:駐波帶寬典型值一般為6%左右，而軸比帶寬只有2%-3%。近年來(lái)，盡管出現(xiàn)了許多改善微帶天線阻抗帶寬的設(shè)計(jì)方法，遺憾的是這些方法中能同時(shí)展寬軸比和阻抗帶寬的卻不多。
[0005]為了提升圓極化微帶天線的工作帶寬，現(xiàn)有技術(shù)通常采用以下幾種常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方式:
I采用增加微帶天線介質(zhì)襯底的厚底；
2盡可能的降低介質(zhì)材料的介電常數(shù)；
3采用多點(diǎn)饋電的方式提升軸比帶寬及寬角軸比；
4采用多層貼片結(jié)構(gòu)以提供多個(gè)臨近的諧振點(diǎn)來(lái)擴(kuò)展工作帶寬。
[0006]總的來(lái)說(shuō)，第I種及第2種方式所提供的設(shè)計(jì)靈活度較低，比如在第二種方式中，設(shè)計(jì)者所能采用的具有最低介電常數(shù)的介質(zhì)材料，其最低的介電常數(shù)為2.2左右。而多點(diǎn)饋電的方式的設(shè)計(jì)復(fù)雜度及工藝難度都比較大。第4種方法近些年被各種文獻(xiàn)廣泛報(bào)道，其能夠獲得的駐波帶寬在17%左右，軸比帶寬為13%左右。但這種多層微帶天線結(jié)構(gòu)中多層貼片之間往往需要一層空氣微帶層，需要其介電常數(shù)盡可能接近I。這使得該天線結(jié)構(gòu)的工程實(shí)現(xiàn)性較差，更談不上使用在對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高的機(jī)載環(huán)境中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)的不足之處，提供一種低輪廓，重量小，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，具有較寬的軸比和阻抗帶寬，良好的寬角軸比特性、并能較好的適用于寬帶寬角圓極化掃描相控陣天線的微帶天線。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，包括矩形微帶金屬貼片、饋電探針和由覆蓋層介質(zhì)板1、支撐介質(zhì)板3、底層介質(zhì)板5沿三維方向圍成的矩形盒體，其特征在于:在覆蓋層介質(zhì)板I下方依附有作為寄生輻射器的上層矩形微帶金屬貼片9，底層介質(zhì)板5上方貼有作為驅(qū)動(dòng)輻射器的下層矩形微帶金屬微帶貼片8，上層矩形微帶金屬貼片9諧振工作在高頻端，下層矩形微帶金屬貼片8諧振工作在低頻端；在所述矩形盒體中心區(qū)域開(kāi)設(shè)有以介質(zhì)板為“墻壁”的空腔，空腔區(qū)域內(nèi)填充有介電常數(shù)與空氣接近的介質(zhì)體，饋電探針10通過(guò)一個(gè)貫通底層介質(zhì)板5，直徑大于饋電探針10的金屬化過(guò)孔，固聯(lián)在下層矩形微帶金屬貼片8上，底層介質(zhì)板5底部固聯(lián)有金屬地6，在金屬地上對(duì)應(yīng)于饋電探針處的位置制有一個(gè)直徑與饋電探針10直徑成比例2.303的圓孔，該圓孔和饋電探針一并形成饋電端口。
[0009]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
[0010]本發(fā)明利用圓孔和饋電探針一并形成饋電端口進(jìn)行饋電，金屬貼片諧振工作在高頻端，下金屬貼片諧振工作在低頻端，薄介質(zhì)基片加載，使微帶天線的阻抗帶寬VSWR ≤ 2和寬角軸比帶寬(45°圓錐空域內(nèi)AR≤ 3d B)達(dá)到20%以上，同時(shí)保持了微帶天線的固有優(yōu)點(diǎn):剖面低，厚度小于0.1中心頻率波長(zhǎng)。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)兩貼片諧振頻率點(diǎn)之間的頻率間隔，比如間隔約為2GHz，整個(gè)天線結(jié)構(gòu)獲得了較寬的工作帶寬。采用兩個(gè)矩形微帶金屬貼片大小相同的設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)輻射器與寄生輻射器之間實(shí)現(xiàn)了較好的能量耦合，可以改善微帶天線的輻射效率。同時(shí)，兩個(gè)矩形微帶金屬貼片大小相同的設(shè)計(jì)，使得整個(gè)天線結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性改善，進(jìn)而提高天線輻射方向圖的等化性，有利于其組成相控天線陣列進(jìn)行寬角圓極化掃描。
[0011]本發(fā)明采用矩形盒體中心區(qū)域開(kāi)設(shè)以介質(zhì)板為“墻壁”的空腔，空腔區(qū)域內(nèi)填充介電常數(shù)與空氣接近的介質(zhì)體，形成“介質(zhì)墻”結(jié)構(gòu)，有效的避開(kāi)了微帶天線的輻射作用區(qū)域，保證了寬帶寬角圓極化微帶天線的電特性。采用填充接近空氣介質(zhì)空腔填充的方法可有效擴(kuò)展天線的軸比帶寬及阻抗帶寬。使用PMI泡沫將空腔區(qū)域填充，這樣做既增加了天線結(jié)構(gòu)的受力區(qū)域，增加了 PP粘接片的粘黏區(qū)域，提升層間結(jié)合力，天線結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)一步得到加強(qiáng)。由于PMI泡沫介電常數(shù)接近空氣，其引入不會(huì)影響天線本身的電特性。同時(shí)，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)覆蓋層介質(zhì)板的厚度及介電常數(shù)，可以改善該微帶天線的寬角匹配性能，實(shí)現(xiàn)寬角圓極化。
[0012]本發(fā)明采用兩個(gè)矩形微帶金屬貼片大小相同的疊層結(jié)構(gòu)，可以改善微帶天線的輻射效率、提高輻射方向圖的等化性，有利于組成相控天線陣列進(jìn)行寬角圓極化掃描。
[0013] 本發(fā)明饋電探針通過(guò)貫穿于下層矩形微帶金屬貼片、底層介質(zhì)板的金屬化過(guò)孔焊接于下層矩形微帶金屬貼片上對(duì)其進(jìn)行饋電，而不是采用盲插的方式。這樣做可以更好的保證下層矩形微帶金屬貼片饋電點(diǎn)處的電連接及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0014]本發(fā)明通過(guò)上層矩形微帶金屬貼片9、下層矩形微帶金屬貼片8之間能量的耦合，在上層矩形微帶金屬貼片9上產(chǎn)生諧振在高頻端的圓極化電場(chǎng)，諧振點(diǎn)在20.5GHz。在下層矩形微帶金屬貼片8產(chǎn)生諧振在低頻端的圓極化電場(chǎng)，諧振點(diǎn)在22.5GHz。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)這兩個(gè)諧振頻率點(diǎn)之間的頻率間隔，間隔約為2GHz，使得本發(fā)明的微帶天線獲得了較寬的工作帶寬。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1是本發(fā)明寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線的軸測(cè)圖。
[0017]圖2是圖1沿饋電探針?lè)较虻钠拭鎮(zhèn)纫晥D。
[0018]圖3是本發(fā)明的駐波比的全波仿真數(shù)據(jù)圖。
[0019]圖4是本發(fā)明寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線的法向軸比隨頻率變化的全波仿真數(shù)據(jù)圖。
[0020]圖5是本發(fā)明法向主極化增益隨頻率變化的全波仿真數(shù)據(jù)圖。
[0021]圖6是本發(fā)明堆疊微帶天線中心工作頻率處(21.4GHz)單一剖面軸比的全波仿真數(shù)據(jù)圖。
[0022]圖7是本發(fā)明中心工作頻率處(21.4GHz)不同四個(gè)剖面的輻射方向圖的全波仿真數(shù)據(jù)圖。
[0023]圖中:I覆蓋層介質(zhì)板，2上層PP粘接片，3支撐介質(zhì)板，4下層PP粘接片，5底層介質(zhì)板，6金屬地層，7PMI填充泡沫，8下層矩形微帶金屬貼片，9上層矩形微帶金屬貼片，10饋電探針，11饋電端口。

【具體實(shí)施方式】
[0024]參閱圖1、圖2。圖1描述了本發(fā)明空腔形式堆疊微帶天線的一個(gè)最佳實(shí)施實(shí)例。該寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，包括矩形微帶金屬貼片、饋電探針10和由覆蓋層介質(zhì)板1、支撐介質(zhì)板3、底層介質(zhì)板5沿三維方向圍成的矩形盒體。矩形微帶金屬貼片包括位于所述矩形盒體上下端面，相互平行，分別貼固在覆蓋層介質(zhì)板1、底層介質(zhì)板5內(nèi)側(cè)上的上層矩形微帶金屬貼片9、下層矩形微帶金屬微帶貼片8。支撐介質(zhì)板3圍繞在覆蓋層介質(zhì)板I和底層介質(zhì)板5之間的四周組成箱體形狀的矩形盒體。覆蓋層介質(zhì)板1、支撐介質(zhì)板3、底層介質(zhì)板5這三塊介質(zhì)板的材料屬性一般為玻璃纖維聚四氟乙烯，其介電常數(shù)可以不同，但為了獲得較寬的工作帶寬，可以選取介電常數(shù)較低的介質(zhì)，尤其是支撐介質(zhì)板3，應(yīng)當(dāng)在保證其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，選取介電常數(shù)較低的板材，以避免其對(duì)微帶天線有效輻射區(qū)域的影響。由于支撐介質(zhì)板3的材料屬性是和覆蓋層介質(zhì)板1、底層介質(zhì)板5 —樣的玻璃纖維聚四氟乙烯，這種材料是制作多層印制板的常用材料，具有較低的縱向受熱受壓形變量。將這三層同類(lèi)板材壓接在一起后，形成的結(jié)構(gòu)具有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0025]微帶天線產(chǎn)生圓極化波的關(guān)鍵在于產(chǎn)生兩個(gè)極化方向正交、幅度相等、相位相差90°。因此在覆蓋層介質(zhì)板I下方依附有作為寄生輻射器的上層矩形微帶金屬貼片9，底層介質(zhì)板5上方貼有作為驅(qū)動(dòng)輻射器的下層矩形微帶金屬微帶貼片8，上層矩形微帶金屬貼片諧振工作在高頻端，下層矩形微帶金屬貼片諧振工作在低頻端。上層矩形微帶金屬貼片9與下層矩形微帶金屬貼片8的大小相同，在其中心位置各開(kāi)設(shè)有一個(gè)大小不同的“十字”縫隙，并且該十字縫隙的兩縫長(zhǎng)度不等:矩形貼片的長(zhǎng)邊對(duì)應(yīng)長(zhǎng)縫、矩形貼片的短邊對(duì)應(yīng)短縫。十字縫的主要的作用是使得矩形金屬貼片小型化，開(kāi)尺寸更大的縫隙，獲得更大的壓縮率，故上金屬貼片諧振工作在高頻端，諧振點(diǎn)在22.5GHz。下金屬貼片諧振工作在低頻端，諧振點(diǎn)在20.5GHz。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)兩貼片諧振頻率點(diǎn)之間的頻率間隔，間隔約為2GHz，整個(gè)天線結(jié)構(gòu)獲得了較寬的工作帶寬。
[0026]覆蓋層介質(zhì)板I實(shí)際上是通過(guò)PCB印制板工藝，將雙面覆銅介質(zhì)板一側(cè)的銅皮全部腐蝕掉、而將另一側(cè)的銅皮蝕刻得到上層矩形微帶金屬貼片來(lái)獲得的。上層矩形微帶金屬貼片9由覆蓋層介質(zhì)板I 一面的銅皮經(jīng)過(guò)PCB工藝蝕刻得到，覆蓋層介質(zhì)板I另一面的銅皮則全部腐蝕掉，倒扣的裝在天線結(jié)構(gòu)上，起到天線罩保護(hù)天線結(jié)構(gòu)的作用。同時(shí)，覆蓋層介質(zhì)板I相當(dāng)于一個(gè)介質(zhì)層加載。覆蓋層介質(zhì)板I和上層矩形微帶金屬貼片一起倒扣裝在支撐介質(zhì)板3端面的上方，這個(gè)覆蓋層介質(zhì)板I起到了保護(hù)天線結(jié)構(gòu)的天線罩的作用，同時(shí)將底層介質(zhì)板5和下層矩形微帶金屬貼片一起固聯(lián)在支撐介質(zhì)板3端面的下方。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)覆蓋層介質(zhì)板I的厚度及介電常數(shù)，可以改善該微帶天線的寬角匹配性能，實(shí)現(xiàn)寬角圓極化的特性。
[0027]由于微帶天線的有效輻射區(qū)域是有限的。因此在所述矩形盒體中心區(qū)域開(kāi)設(shè)有以介質(zhì)板為“墻壁”，形成了一個(gè)“介質(zhì)墻”結(jié)構(gòu)的矩形空心區(qū)域空腔，空腔區(qū)域內(nèi)填充有介電常數(shù)與空氣接近的介質(zhì)體。矩形空心區(qū)域處空腔填充的介電常數(shù)可以但不限于是與空氣接近的介質(zhì)體的PMI泡沫7，填充PMI泡沫7與矩形空腔內(nèi)大小相同。PMI泡沫7的介電常數(shù)與空氣接近，不會(huì)對(duì)電性能產(chǎn)生干擾，并且其具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。根據(jù)微帶天線的腔模理論，微帶天線的有效福射區(qū)域集中在微帶貼片附近，這個(gè)空腔區(qū)域保證了微帶天線的有效輻射區(qū)域不受影響，這樣的設(shè)計(jì)不僅保證了微帶天線原本寬帶寬角圓極化的電特性不受影響，同時(shí)玻璃纖維聚四氟乙烯制作的支撐介質(zhì)板3具有較好的耐熱耐壓特性，它提供了整個(gè)微帶天線較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外PMI泡沫7將支撐介質(zhì)板3中心空腔區(qū)域填實(shí)，也使得整個(gè)天線的結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)。由于PMI泡沫在高溫高壓的情況下的形變量較玻璃纖維聚四氟乙烯稍大，故該天線結(jié)構(gòu)覆蓋層介質(zhì)板層與底層介質(zhì)板5之間的區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要是由支撐介質(zhì)板層提供的。覆蓋層介質(zhì)板1、支撐介質(zhì)板3及PMI填充泡沫、底層介質(zhì)板5這三個(gè)區(qū)域形成的兩個(gè)界面是分別通過(guò)上層PP粘接片、下層PP粘接片連接在一起的。覆蓋層介質(zhì)板I及上層矩形微帶金屬貼片9、支撐介質(zhì)板3及PMI泡沫7、底層介質(zhì)板5及下層矩形微帶金屬貼片8這三個(gè)區(qū)域可以使用美國(guó)Arlon公司的Cuclad_6250型PP粘接片層壓在一起的。Cuclad-6250型PP粘接片其材料本身也是基于聚四氟乙烯的，與覆蓋層介質(zhì)板
1、支撐介質(zhì)板3、底層介質(zhì)板55同類(lèi)，故上述三個(gè)區(qū)域的粘接是相當(dāng)牢固的。同時(shí)，PMI泡沫7將空腔填實(shí)后，也大大的增加了 Cuclad-6250型PP粘接片的粘黏面積，進(jìn)一步加強(qiáng)了區(qū)域間的連接強(qiáng)度。
[0028]參閱圖2。饋電探針10通過(guò)一個(gè)貫通底層介質(zhì)板5，直徑大于饋電探針10的金屬化過(guò)孔，固聯(lián)在下層矩形微帶金屬貼片8上，底層介質(zhì)板5底部固聯(lián)有金屬地6。在上層矩形微帶金屬貼片9、底層介質(zhì)板5及金屬地6貫穿開(kāi)設(shè)有一個(gè)直徑略大于饋電探針直徑的金屬化過(guò)孔，金屬化過(guò)孔在下層矩形微帶金屬貼片8的對(duì)角線附近，饋電探針10穿過(guò)該金屬化過(guò)孔焊接于下層矩形微帶金屬貼片8上。在金屬地6上對(duì)應(yīng)于饋電探針10處的位置，制有一個(gè)直徑與饋電探針10直徑成2.303比例的圓孔，該圓孔和饋電探針一并形成饋電端口。對(duì)其進(jìn)行饋電。這種饋電的方式可以在下層矩形微帶金屬貼片8上有效的激勵(lì)起極化與相位相互正交的工作模式TM01、TM10，形成圓極化電場(chǎng)，進(jìn)而形成低頻諧振點(diǎn)。
[0029]焊接饋電探針10的焊料的融化溫度為180°C，而Arlon公司的Cuclad-6250的融化溫度為150°C，整個(gè)天線結(jié)構(gòu)是將先將饋電探針10焊接于下層矩形微帶金屬貼片8上，再將上述的三個(gè)區(qū)域通過(guò)Cuclad-6250層壓在一起。饋電探針采用焊接，而不是“盲插”的方式，可大大的加強(qiáng)饋電點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及可靠度。
[0030]參閱圖3，可以看到，本發(fā)明所提出的一種新型的空腔形式的堆疊微帶天線，其饋電端口的駐波系數(shù)VSWR < 2的頻率區(qū)間為19.4GHz-22.5GHz，相對(duì)工作帶寬達(dá)到了14.8%。
[0031]參閱圖4，該圖表示的是法向軸比隨頻率變化的曲線。對(duì)于本發(fā)明所提出的一種新型的空腔形式的堆疊微帶天線來(lái)說(shuō)，其軸比小于6的頻率跨度為3.7GHz，相對(duì)帶寬達(dá)到了17%。相較于傳統(tǒng)的圓極化微帶天線，這個(gè)指標(biāo)大大的得到了提升。
[0032]參閱圖5，該圖表示的是本天線法向主極化增益隨頻率變化的曲線?？梢钥吹剑谳^寬的頻帶內(nèi)，本發(fā)明所提出的微帶天線均獲得了較高的增益，說(shuō)明其輻射效率也很高。本天線在26.6%的相對(duì)帶寬內(nèi)，其增益均大于6dB。
[0033]參閱圖6，可見(jiàn)，在±85°的角域內(nèi)，本發(fā)明所提出的微帶天線其軸比小于6dB。
[0034]綜合上述的結(jié)果，本發(fā)明所提出的一種新型的空腔形式的堆疊微帶天線實(shí)現(xiàn)了寬帶寬角圓極化的電特性。
[0035]圖7示出了本發(fā)明天線在其中心工作頻率處不同剖面的輻射方向圖?？梢钥吹?，在±80°甚至更寬的角域內(nèi)，方向圖基本重合，具有較高的等化性，這個(gè)特性十分有利于該天線作為單元組成相控天線陣列，實(shí)現(xiàn)寬帶寬角圓極化掃描。
[0036]總之本發(fā)明提出了一種新型的空腔形式的堆疊微帶天線，具有寬帶寬角圓極化的電氣性能，同時(shí)也具備較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能夠較好的適用于機(jī)載、彈載等苛刻的環(huán)境。
[0037]以上是向熟悉本發(fā)明領(lǐng)域的工程技術(shù)人員提供的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方案的描述，這些描述應(yīng)被視為是說(shuō)明性的，而非限定性的。工程技術(shù)人員可據(jù)此發(fā)明權(quán)利要求書(shū)中的思想做具體的操作實(shí)施，在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上做出各種變化。上述這些都應(yīng)被視為本發(fā)明的涉及范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，包括矩形微帶金屬貼片、饋電探針和由覆蓋層介質(zhì)板(I)、支撐介質(zhì)板(3)、底層介質(zhì)板(5)沿三維方向圍成的矩形盒體，其特征在于:在覆蓋層介質(zhì)板(I)下方依附有作為寄生輻射器的上層矩形微帶金屬貼片(9)，底層介質(zhì)板(5)上方貼有作為驅(qū)動(dòng)輻射器的下層矩形微帶金屬微帶貼片(8)，上層矩形微帶金屬貼片(9)諧振工作在高頻端，下層矩形微帶金屬貼片(8)諧振工作在低頻端；在所述矩形盒體中心區(qū)域開(kāi)設(shè)有以介質(zhì)板為“墻壁”的空腔，空腔區(qū)域內(nèi)填充有介電常數(shù)與空氣接近的介質(zhì)體，饋電探針(10)通過(guò)一個(gè)貫通底層介質(zhì)板(5)，直徑大于饋電探針(10)的金屬化過(guò)孔，固聯(lián)在下層矩形微帶金屬貼片(8)上。
2.如權(quán)利要求1所述的寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，其特征在于:底層介質(zhì)板(5)底部固聯(lián)有金屬地出)，在金屬地上對(duì)應(yīng)于饋電探針處的位置制有一個(gè)直徑與饋電探針(10)直徑成比例2.303的圓孔，該圓孔和饋電探針一并形成饋電端口。
3.如權(quán)利要求1所述的寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，其特征在于:矩形微帶金屬貼片包括位于所述矩形盒體上下端面，相互平行，分別貼固在覆蓋層介質(zhì)板(I)、底層介質(zhì)板(5)內(nèi)側(cè)上的上層矩形微帶金屬貼片(9)、下層矩形微帶金屬微帶貼片(8)。
4.如權(quán)利要求1所述的寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，其特征在于:覆蓋層介質(zhì)板(I)、支撐介質(zhì)板(3)、底層介質(zhì)板(5)的材料屬性為玻璃纖維聚四氟乙烯。
5.如權(quán)利要求1所述的寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，其特征在于:上層矩形微帶金屬貼片(9)與下層矩形微帶金屬貼片(8)的大小相同，在其中心位置各開(kāi)設(shè)有一個(gè)大小不同的“十字”縫隙。
6.如權(quán)利要求5所述的寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，其特征在于:所述十字縫隙的兩縫長(zhǎng)度不等:矩形貼片的長(zhǎng)邊對(duì)應(yīng)長(zhǎng)縫、矩形貼片的短邊對(duì)應(yīng)短縫。
7.如權(quán)利要求1所述的寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，其特征在于:諧振工作在高頻端的上金屬貼片，諧振點(diǎn)為22.5GHz，諧振工作在低頻端的下金屬貼片，諧振點(diǎn)為20.5GHz。
8.如權(quán)利要求7所述的寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，其特征在于:上金屬貼片與下金屬貼片，兩貼片諧振頻率點(diǎn)之間的頻率間隔為2GHz。
9.如權(quán)利要求1所述的寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，其特征在于:PMI泡沫將空腔區(qū)域填充。
10.如權(quán)利要求1所述的寬帶寬角圓極化堆疊微帶天線，其特征在于:金屬化過(guò)孔在下層矩形微帶金屬貼片(8)的對(duì)角線附近，饋電探針(10)穿過(guò)該金屬化過(guò)孔焊接于下層矩形微帶金屬貼片(8)上。
【文檔編號(hào)】H01Q9/04GK104078768SQ201410238409
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】張劍, 何海丹, 張?jiān)? 藍(lán)海, 鄧金峰 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所