一種寬帶高增益雙圓極化貼片天線(xiàn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種寬帶高增益雙圓極化貼片天線(xiàn)，屬于無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)線(xiàn)通信、射頻識(shí)別、雷達(dá)等技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，作為微波、毫米波系統(tǒng)的前端，天線(xiàn)需要在各種極化方式和惡劣氣候條件下工作，單一極化方式已經(jīng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需求。
[0003]圓極化波由等幅、相位相差90度的線(xiàn)極化波疊加而成；線(xiàn)極化波也可以由旋向不同圓極化波疊加而成。所以，不同取向的線(xiàn)極化波都可以用圓極化天線(xiàn)接收到，同時(shí)圓極化波具有抗云雨衰減、抗多徑衰減等特點(diǎn)。這使得圓極化天線(xiàn)在移動(dòng)通信、高速移動(dòng)物體遠(yuǎn)程控制、雷達(dá)探測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。
[0004]通信、雷達(dá)系統(tǒng)的高度集成設(shè)計(jì)能夠有效減小系統(tǒng)的體積，降低因分立模塊間轉(zhuǎn)接引入的額外損耗和系統(tǒng)功耗，是各種系統(tǒng)今后發(fā)展必然趨勢(shì)。天線(xiàn)作為通信系統(tǒng)的前端，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分考慮與外部電路和結(jié)構(gòu)的互聯(lián)。而在現(xiàn)有技術(shù)中，天線(xiàn)很少兼具帶寬寬、高增益、平面化并且可以同時(shí)支持雙圓極化的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種寬帶高增益雙圓極化貼片天線(xiàn)本，本發(fā)明在1.98GHZ-2.2GHz頻段內(nèi)具有增益高、輻射效率高、帶寬寬的特點(diǎn)，并且可實(shí)現(xiàn)雙圓極化。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種寬帶高增益雙圓極化貼片天線(xiàn)，包括從上而下依次放置的上層介質(zhì)基片2、中層介質(zhì)基片4、下層介質(zhì)基片7 ;所述上層介質(zhì)基片2、中層介質(zhì)基片4、下層介質(zhì)基片7之間采用介質(zhì)框架13進(jìn)行隔離支撐；
[0008]在上層介質(zhì)基片2和中層介質(zhì)基片4的下表面均設(shè)置有方形貼片陣列；每個(gè)方形貼片陣列中包括四個(gè)方形單元，所述四個(gè)方形單元呈兩行兩列排布，并且每個(gè)方形單元呈45度放置；
[0009]所述下層介質(zhì)基片7的上表面設(shè)置有地板層6 ;所述下層介質(zhì)基片7的下表面刻蝕有饋電網(wǎng)絡(luò)12 ;所述地板層6上蝕刻有八條輻射縫隙；每?jī)蓷l輻射縫隙為一組，每組中兩條輻射縫隙呈90度角設(shè)置；
[0010]所述饋電網(wǎng)絡(luò)12包括定向耦合器11、六個(gè)功分器9、空氣電橋10 ;每個(gè)功分器均為一路輸入兩路輸出；輸入信號(hào)由定向耦合器的左右輸入端口饋入；輸入信號(hào)能夠經(jīng)過(guò)定向耦合器11分為第一路輸出信號(hào)和第二路輸出信號(hào)，所述第一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第一功分器變?yōu)閮陕份敵鲂盘?hào)，第二路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第二功分器變?yōu)閮陕份敵鲂盘?hào)；由第一功分器輸出的一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第三功分器，另一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第四功分器；由第二功分器輸出的一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第五功分器，另一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第六功分器；由第三功分器、第四功分器、第五功分器、第六功分器最終輸出的共八路輸出信號(hào)，其八路輸出末端為微帶枝節(jié)8結(jié)構(gòu)；由第三功分器的一路輸出的微帶枝節(jié)與第五功分器的一路輸出的微帶枝節(jié)組合，所述第三功分器與第五功分器的另一路輸出的微帶枝節(jié)組合；由第四功分器的一路輸出的微帶枝節(jié)與第六功分器的一路輸出微帶枝節(jié)組合；所述第四功分器和第六功分器的另一路輸出的微帶枝節(jié)組合；每組微帶枝節(jié)組合與一組輻射縫隙組合的垂直投影與中層介質(zhì)基片上的方形單元重合；第一功分器輸出的其中一路輸出信號(hào)與第二功分器輸出的其中一路輸出信號(hào)的交叉處為空氣電橋10。
[0011]進(jìn)一步的，所述功分器為威爾金森功分器。
[0012]進(jìn)一步的，所述各方形單元貼片間距，其中，Aci為空氣波長(zhǎng)。
[0013]進(jìn)一步的，所述空氣電橋10高出下層介質(zhì)基片7下表面0.
[0014]有益效果:本發(fā)明提供的一種寬帶高增益雙圓極化貼片天線(xiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有增益高、帶寬寬的特點(diǎn)，增益在通帶(1.98GHz-2.2GHz)內(nèi)超過(guò)12dBi，軸比小于3dB，可方便實(shí)現(xiàn)雙圓極化。天線(xiàn)使用印刷電路板加工，可方便實(shí)現(xiàn)與外部電路的連接，解決系統(tǒng)的集成問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的天線(xiàn)各層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)疊放以及空氣電橋示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明天線(xiàn)的定向耦合器左右兩個(gè)輸入端口駐波測(cè)試結(jié)果；
[0018]圖4為本發(fā)明天線(xiàn)的定向耦合器左右兩個(gè)輸入端口間隔離測(cè)試結(jié)果；
[0019]圖5為本發(fā)明天線(xiàn)軸比測(cè)試結(jié)果；
[0020]圖6為本發(fā)明天線(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖水平截面測(cè)試結(jié)果；
[0021]圖7為本發(fā)明天線(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖垂直截面測(cè)試結(jié)果；
[0022]其中:1-方形貼片陣列、2-上層介質(zhì)基片、4-中層介質(zhì)基片、5-輻射縫隙、6-地板層、7-下層介質(zhì)基片、8-微帶枝節(jié)、9-威爾金森功分器、10-空氣電橋、11-定向親合器、12-饋電網(wǎng)絡(luò)、13-介質(zhì)框架。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024]如圖1所示一種寬帶高增益雙圓極化貼片天線(xiàn)，包括從上而下依次放置的上層介質(zhì)基片2、中層介質(zhì)基片4、下層介質(zhì)基片7 ;上層介質(zhì)基片2、中層介質(zhì)基片4、下層介質(zhì)基片7之間采用介質(zhì)框架13進(jìn)行隔離支撐；
[0025]在上層介質(zhì)基片2和中層介質(zhì)基片4的下表面均設(shè)置有方形貼片陣列；每個(gè)方形貼片陣列中包括四個(gè)方形單元，四個(gè)方形單元呈兩行兩列排布且每個(gè)方形單元呈45度放置，各方形單元貼片間距0.73*1。，其中，Aci為空氣波長(zhǎng)。地板層6位于下層介質(zhì)基片7的上表面；饋電網(wǎng)絡(luò)12刻蝕于下層介質(zhì)基片7的下表面；地板層6上蝕刻有八條輻射縫隙；每?jī)蓷l輻射縫隙為一組，每組中兩條輻射縫隙呈90度角設(shè)置；
[0026]饋電網(wǎng)絡(luò)12包括定向耦合器11、六個(gè)威爾金森功分器9、空氣電橋10 ;每個(gè)威爾金森功分器均為一路輸入兩路輸出；輸入信號(hào)由定向親合器的左右輸入端口饋入，分別實(shí)現(xiàn)左旋圓極化波和右旋圓極化波；輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)定向耦合器11分為第一路輸出信號(hào)和第二路輸出信號(hào)，第一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第一威爾金森功分器變?yōu)閮陕份敵鲂盘?hào)，第二路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第二威爾金森功分器變?yōu)閮陕份敵鲂盘?hào)；由第一威爾金森功分器輸出的一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第三威爾金森功分器，另一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第四威爾金森功分器；由第二威爾金森功分器輸出的一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第五威爾金森功分器，另一路輸出信號(hào)能夠通過(guò)第六威爾金森功分器；由第三威爾金森功分器、第四威爾金森功分器、第五威爾金森功分器、第六威爾金森功分器最終輸出的共八路輸出信號(hào)，其八路輸出末端為八條微帶枝節(jié)8結(jié)構(gòu)；由第三威爾金森功分器的一路輸出的微帶枝節(jié)與第五威爾金森功分器的一路輸出的微帶枝節(jié)組合，第三威爾金森功分器與第五威爾金森功分器的另一路輸