一種寬波束圓極化相控陣天線單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通信、測控領(lǐng)域中的一種寬波束圓極化相控陣天線單元，本實(shí)用新型較適合應(yīng)用于要求圓極化相控陣天線的通信、測控系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在通信、測控系統(tǒng)中可以形成圓極化的微帶天線主要有以下幾種結(jié)構(gòu)形式，在性能上雖各有特點(diǎn)，但均存在某種不足。
[0003]1、切角圓極化微帶天線:該形式天線結(jié)構(gòu)簡單，輪廓低，但天線軸比、駐波帶寬小于2%0
[0004]2、外接圓極化電橋的圓極化微帶天線形式，該形式的微帶天線軸比、駐波帶寬較寬通常其小于3dB軸比帶寬大于15%，小于2的駐波帶寬大于20%，但外接圓極化電橋占用空間較大、饋線冗長、差損較大，不利于天線、網(wǎng)絡(luò)一體化設(shè)計(jì)。
[0005]3、縫隙耦合圓極化微帶天線，該形式的圓極化微帶天線與傳統(tǒng)的圓極化微帶天線比較，具有阻抗、軸比帶寬寬的特點(diǎn)，但由于縫隙結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性，往往需要加載隔離電阻實(shí)現(xiàn)較寬的軸比帶寬，這樣產(chǎn)生了兩個(gè)問題:一方面，隔離電阻需要人工焊接，當(dāng)陣列規(guī)模較大時(shí)，需要巨大的工作量，又很難保證單元焊接的一致性；另一方面，隔離電阻會(huì)產(chǎn)生一定的差損，導(dǎo)致輻射增益不同程度的下降。
[0006]上述幾種形式均為“瓦塊式”單元，國內(nèi)外公開報(bào)道的適合“磚塊式”的圓極化相控陣天線單元較少，“磚塊式”天線單元適用于整片式加工設(shè)計(jì)，這樣天線的布陣精度較高，饋電網(wǎng)絡(luò)可與單元一體化加工，與“瓦片式”天線單元比較的復(fù)雜度較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于避免上述【背景技術(shù)】中的不足之處而提供一種一種寬波束圓極化相控陣天線單元，本實(shí)用新型的特點(diǎn)是，阻抗、軸比帶寬寬，結(jié)構(gòu)緊湊、可實(shí)現(xiàn)“磚塊式”相控陣天線設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。
[0008]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種寬波束圓極化相控陣天線單元，包括介質(zhì)板2和饋電接插件4，其特征在于:介質(zhì)板2包括敷刻在介質(zhì)板2同一面的輻射貼片1和微帶線3，輻射貼片1為設(shè)有半圓形缺口 6的半圓形貼片5，所述的半圓形缺口 6的直徑與半圓形貼片5的直徑在一條直線上，且半圓形缺口 6的圓心偏離半圓形貼片5的圓心；微帶線3的一端與輻射貼片1相饋接且饋接位置位于半圓形貼片5圓心到半圓形缺口 6圓心連線的延長線上；微帶線3的另一端與饋電接插件4相焊接；介質(zhì)板2的另一面為天線地板7，天線地板7的高度低于輻射貼片1的直徑位置。
[0009]其中，所述的半圓形貼片5的直徑長度為工作頻率所對(duì)應(yīng)波長的一半。
[0010]其中，所述的半圓形缺口 6的直徑長度為半圓形貼片5直徑長度的1/4?1/5。
[0011]本實(shí)用新型與【背景技術(shù)】比較有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、本實(shí)用新型設(shè)置了一種寬波束圓極化相控陣天線單元1部件，該天線單元由輻射貼片1、介質(zhì)板2、微帶線3、SMA饋電接插件4構(gòu)成，能在寬頻帶內(nèi)產(chǎn)生高質(zhì)量的圓極化寬波束，其小于3dB軸比帶寬大于20%，小于2的駐波帶寬大于40%。
[0013]2、本實(shí)用新型整個(gè)天線結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，與其他圓極化相控陣天線單元比較可實(shí)現(xiàn)“磚塊式“圓極化相控陣天線，這樣可實(shí)現(xiàn)天線與網(wǎng)絡(luò)一體化設(shè)計(jì)，適用于要求圓極化天線相控陣天線的通信系統(tǒng)中。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型天線單元結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參照?qǐng)D1、圖2，本實(shí)用新型由介質(zhì)板2和SMA饋電接插件4構(gòu)成。圖1是本實(shí)用新型三維結(jié)構(gòu)示意圖，給出了各部件間的相對(duì)位置關(guān)系。圖2是本實(shí)用新型天線單元示意圖。
[0017]輻射貼片1作用是輻射或接收?qǐng)A極化電磁信號(hào)，完成電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換。實(shí)施例采用印制板敷銅結(jié)構(gòu)，它由半圓型貼片5剪掉偏離圓心位置的半圓形缺口 6構(gòu)成，微帶線3饋入半圓貼型片5，并在貼片表面形成沿著半圓型缺口 6處形成旋轉(zhuǎn)的電流，這樣激勵(lì)起了圓極化電流，半圓形缺口 6的缺口擾動(dòng)了大半圓貼片的表面電流，使線極化電流轉(zhuǎn)換成了圓極化的電流。
[0018]微帶線3位于偏離半圓型貼片5的圓心饋入，偏離的距離可調(diào)節(jié)天線的輸入阻抗，實(shí)現(xiàn)了對(duì)天線單元的匹配。
[0019]介質(zhì)板的背面敷銅為天線地板7，天線地板7的高度低于輻射貼片1的輻射體，這樣可以實(shí)現(xiàn)天線的寬帶，寬波束輻射。
[0020]本實(shí)用新型工作原理如下:當(dāng)發(fā)射信號(hào)時(shí)，SMA饋電接插件4接發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)，輸入到微帶線3，在半圓型貼片5激勵(lì)器起圓極化電磁波，并由它輻射到自由空間。天線的接收和發(fā)射為互易過程，信號(hào)由輻射貼片1接收到，并通過微帶線3接收到輻射貼片的信號(hào)，最終由SMA饋電接插件4及同軸電纜輸出到外接接收機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寬波束圓極化相控陣天線單元，包括介質(zhì)板(2)和饋電接插件(4)，其特征在于:介質(zhì)板(2)包括敷刻在介質(zhì)板(2)同一面的輻射貼片(1)和微帶線(3)，輻射貼片(1)為設(shè)有半圓形缺口(6)的半圓形貼片(5)，所述的半圓形缺口(6)的直徑與半圓形貼片(5)的直徑在一條直線上，且半圓形缺口(6)的圓心偏離半圓形貼片(5)的圓心；微帶線(3)的一端與輻射貼片(1)相饋接且饋接位置位于半圓形貼片(5)圓心到半圓形缺口(6)圓心連線的延長線上；微帶線(3)的另一端與饋電接插件(4)相焊接；介質(zhì)板(2)的另一面為天線地板(7)，天線地板(7)的高度低于輻射貼片(1)的直徑位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬波束圓極化相控陣天線單元，其特征在于:所述的半圓形貼片(5)的直徑長度為工作頻率所對(duì)應(yīng)波長的一半。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬波束圓極化相控陣天線單元，其特征在于:所述的半圓形缺口(6)的直徑長度為半圓形貼片(5)直徑長度的1/4?1/5。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種寬波束圓極化相控陣天線單元，涉及通信、測控領(lǐng)域。本天線單元包括介質(zhì)板和饋電接插件，介質(zhì)板的同一面敷刻有輻射貼片和微帶線，介質(zhì)板的另一面為天線地板；輻射貼片為設(shè)有半圓形缺口的半圓形貼片。本實(shí)用新型根據(jù)通信、測控對(duì)極化特性、安裝空間要求設(shè)計(jì)，是駐波帶寬寬、軸比帶寬寬、波束寬度寬的圓極化輻射單元結(jié)構(gòu)；本實(shí)用新型還具有尺寸小、易集成、可實(shí)現(xiàn)“磚塊式“相控陣天線設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，特別適用于通信、測控系統(tǒng)中飛行器載體高性能低輪廓圓極化天線的制造。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q1/50
【公開號(hào)】CN204966690
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520762555
【發(fā)明人】宋長宏, 王濤, 路志勇
【申請(qǐng)人】中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月29日