一种宽带微带耦合正交圆极化天线的制作方法

1.本实用新型属于天线技术领域，涉及一种圆极化天线结构，具体涉及一种宽带微带耦合正交圆极化天线。


背景技术：

2.近年来，随着天线技术的发展，圆极化天线的应用受到越来越多的关注，如我国的北斗系统、gps以及远程遥感等应用。很多应用系统中都要求天线能满足宽频带、正交圆极化工作要求。很多圆极化天线设计为微带贴片结构，这种方案的缺点是天线工作频段较窄、单圆极化信号辐射。


技术实现要素：

3.要解决的技术问题
4.为了克服现有技术中圆极化天线设计后工作频带较窄的不足，并能产生正交圆极化信号，本实用新型提供一种宽带微带耦合正交圆极化天线，能够使得天线在满足正交圆极化工作的同时，实现宽频段覆盖。
5.技术方案
6.一种宽带微带耦合正交圆极化天线，其特征在于包括天线金属地板、下层馈电微带板、中层耦合微带板、上层微带辐射板、中心金属螺钉、金属套筒、介质螺钉、介质套筒、馈电探针和射频接头，下层馈电微带板、中层耦合微带板和上层微带辐射板通过中心金属螺钉、金属套筒、介质螺钉、介质套筒连接至天线金属地板上表面，除下层馈电微带板直接安装于天线金属地板上，下层馈电微带板、中层耦合微带板和上层微带辐射板之间平行且有一定距离；馈电网络位于下层馈电微带板上表面，提供等功率分配、90
°
相移的正交极化信号，末端连接两根馈电探针，两根馈电探针上端穿过中层耦合微带板，并与其上表面的耦合电路焊接连接，对上层微带辐射板上表面的上层微带辐射片耦合馈电；地板在馈电探针位置掏孔，使馈电探针下端不与天线金属地板连接，馈电网络另一端连接射频接头，输入或输出正交圆极化射频信号。
7.优选地：所述的上层微带辐射板可以由金属辐射片代替。
8.优选地：所述的上层微带辐射片为规则图形。
9.优选地：所述的上层微带辐射片为方形、圆形或菱形，并可在此电路上附加频率调试枝节。
10.优选地：所述的耦合电路为多边形微带电路。
11.优选地：所述的耦合电路为圆形、矩形、菱形或l形。
12.优选地：所述的馈电网络为90的3db功分电桥。
13.优选地：所述的下层馈电微带板、中层耦合微带板、上层微带辐射板之间由空气填充，亦可由其它绝缘介质代替。
14.有益效果
15.本实用新型提出的一种宽带微带耦合正交圆极化天线，通过改变辐射片尺寸，可以调整天线的谐振频率；通过调整辐射片与耦合电路距离，可以调整天线匹配，调高天线效率；通过双馈电针正交90
°
馈电，可以得到良好的正交圆极化特性；通过增加辐射片与天线地板的距离，可以改善天线频带特性，拓展频带宽度，解决天线工作频带较窄的问题。
附图说明
16.图1为本实用新型一种宽带微带耦合正交圆极化天线的组装结构透视示意图。
17.图2为本实用新型一种宽带微带耦合圆极化天线的组装结构切面示意图。
18.图3为本实用新型一种宽带微带耦合正交圆极化天线中上层辐射片、中层耦合电路、下层馈电网络的俯视示意图。
19.图4为本实用新型宽带微带耦合正交圆极化天线中金属地板开孔示意图。
20.图5为本实用新型一实施例中驻波仿真结果，驻波≤2带宽超30％。
21.图6为本实用新型一实施例中左旋圆极化端口俯仰方向图仿真结果。
22.图7为本实用新型一实施例中右旋圆极化端口俯仰方向图仿真结果。
具体实施方式
23.现结合实施例、附图对本实用新型作进一步描述：
24.如图1所示，是本实用新型宽带微带耦合正交圆极化天线的组装结构透视示意图，该天线包括：天线金属地板1、下层馈电微带板2、馈电网络3、中层耦合微带板4、耦合电路5、上层微带辐射板6、微带辐射片7、两根馈电探针8、两个射频接头9、中心金属螺钉10、两个中心金属套筒11、四个介质螺钉12和八个介质套筒13。
25.如图2所示，是本实用新型宽带微带耦合正交圆极化天线的实施例的切面示意图，从上至下依次为上层微带辐射板6、中层耦合微带板4、下层馈电微带板2、天线金属地板1，下层馈电微带板2、中层耦合微带板4和上层微带辐射板6通过中心金属螺钉10、中心金属套筒11、介质螺钉12和介质套筒13连接至天线地板1上表面，除下层馈电微带板直接安装于天线金属地板1上，下层馈电微带板2、中层耦合微带板4和上层微带辐射板6之间平行且有一定距离。其中中心金属螺钉10位于中间位置处，两个中心金属套筒11分别位于上层微带辐射板6和中层耦合微带板4之间，中层耦合微带板4和下层馈电微带板2之间，且套在中心金属螺钉10上；四个介质螺钉12以中心金属螺钉10为中心点，分布于四个角位置处，八个介质套筒13分别位于上层微带辐射板6和中层耦合微带板4之间，中层耦合微带板4和下层馈电微带板2之间，且套在介质螺钉12上。
26.如图3所示，是本实用新型宽带微带耦合正交圆极化天线中上层辐射片、中层耦合电路、下层馈电网络的俯视示意图，其中，(a)为微带辐射片电路，(b)为耦合电路，(c)为馈电网络，图中中心孔位为中心金属螺钉10穿过孔，四周对称四个孔位为介质螺钉12穿过孔；耦合网络为两圆形微带电路，微带电路中间孔位为馈电探针穿过孔；馈电网络受尺寸所限，为一变形90
°
3db功分电桥。
27.馈电网络3位于下层馈电微带板2上表面，提供等功率分配、90
°
相移的正交极化信号，末端连接两根馈电探针8，两根馈电探针8上端穿过中层耦合微带板4，并与其上表面耦合电路5焊接连接，对上层微带辐射板6上辐射片7耦合馈电；金属地板1在馈电探针8位置掏
孔避让，使馈电探针8下端不与天线地板1连接，馈电网络3另一端连接射频接头9。这样，从某一射频接头9输入的信号通过馈电网络3产生等功率分配、90
°
相移的正交极化信号，经馈电插针8进入耦合网络5，耦合至微带辐射片7，将圆极化信号辐射至空中，输出左/右旋圆极化射频信号。或者信号经微带辐射片7接收，耦合至耦合电路5，经馈电插针8传输至馈电网络3，输入左/右旋圆极化射频信号。
28.所述的上层辐射片外形通常为规则对称图形，以正方形、菱形和圆形为主，并可在此电路上附加频率调试枝节。本实用新型圆极化天线在工作频段内的辐射特性和谐振特性分别由馈电网络性能、馈电针位置、耦合电路大小、三层微带板间距、辐射片尺寸及其高度来决定。
29.所述的上层微带辐射板(微带辐射片)，可以由金属辐射片代替。
30.所述的下层耦合网络为两圆形微带电路，亦可设计为矩形、菱形、l形等其它多边形微带电路。
31.所述的下层馈电微带板、中层耦合微带板、上层微带辐射板之间由空气填充，亦可由其它绝缘介质代替。
32.如图4所示，为本实用新型宽带微带耦合正交圆极化天线中金属地板开孔示意图，在馈电探针位置开孔，避免接触到馈电探针，或者影响到天线性能。
33.如图5所示，为本实用新型一实施例中驻波仿真结果，从整个频段1.6gh～2.8gh来看，驻波≤2带宽超30％。
34.如图6所示，为本实用新型一实施例中左旋圆极化端口俯仰方向图仿真结果，实线为左旋圆极化增益方向图，虚线为轴比方向图。
35.如图7所示，为本实用新型一实施例中右旋圆极化端口俯仰方向图仿真结果，实线为右旋圆极化增益方向图，虚线为轴比方向图。