一种天线装置的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种可实现双圆极化的天线装置。


背景技术：

2.随着科技发展，卫星通信在防灾救灾、民用通信、军事指挥等方面有着重要的作用。以目前市面的趋势来看，卫星通信的通信频段正在由低频向ka频段等高频段迁移。以民用通信为例，早期发射的通信卫星主要涵盖c、ku频段，如今正在向ka频段发展。ka频段波长较短，在天线口径一定时，容易形成高增益，且电磁频谱纯净，干扰较少，是卫星通信的重要研究领域。
3.极化描述了电磁波的振动方式，电场振动的方向就是电磁波的极化方向。根据电场矢量末端的运动轨迹可将极化分为线极化、圆极化和椭圆极化三类。由于圆极化具有抗云雨雾干扰，能更好地缓解卫星定向偏移导致的衰减的优点，因此圆极化常用于卫星通信。圆极化分为左旋圆极化和右旋圆极化两种方式。
4.现有的ka天线多为单圆极化天线，天线层组件固定在线极化馈源上，不能实现左旋圆极化和右旋圆极化兼容，应用范围窄，存在一定的市场缺陷，具体的，左旋圆极化天线只能接收和发射左旋圆极化波，右旋圆极化天线只能接收和发射右旋圆极化波。因此，急需提供一种可实现双圆极化的天线，以达到拓宽带宽，使设备的使用范围更加广泛。
5.图1和图2示出了现有技术中的一种双圆极化天线模型，其是在线极化馈源上加载可重构的十字形极化栅1来实现双圆极化。如图1和图2所示，双圆极化天线模型主要包括：脊波导缝隙天线作为线极化馈源位于最下方，选用标准脊波导作为缝隙的载体；缝隙天线正上方一定距离是介质基板；可重构的十字形极化栅1印刷在介质基板上。十字形极化栅1由两条完全相同，彼此正交的条形极化栅构成，由内部的四个微型开关a、b、c、d控制极化栅的导通和断开，从而切换圆极化波旋向。当开关a、c导通，开关b、d截止时，第一极化栅11和第三极化栅13导通，第二极化栅12和第四极化栅14截止，此时对应右旋圆极化天线模型；当开关b、d导通，开关a、c截止时，第二极化栅12和第四极化栅14导通，第一极化栅11和第三极化栅13截止，此时对应左旋圆极化天线模型。现有技术中通过加载可重构的十字形极化栅1可实现双圆极化，在辐射波状态形成两个正交线极化波之间的
±
90
°
相位差，省去了金属腔体式移相器，降低了加工的复杂度，但是，该种实现双圆极化的天线模型生产成本高，且微型开关的尺寸太小，工艺难度大，不适合批量生产，存在一定的市场缺陷。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提出一种天线装置，解决了现有技术中的天线不能实现双圆极化，导致其应用范围较窄的技术问题。本实用新型优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
8.本实用新型的天线装置，包括极化栅电路板和线极化馈源，其中，所述极化栅电路
板可翻转的安装于所述线极化馈源上，所述极化栅电路板至少具有第一状态和第二状态，并且所述极化栅电路板处于第一状态和第二状态时，所述极化栅电路板相对的两个面分别与所述线极化馈源的线极化馈源面接触。
9.根据一个优选实施方式，所述的天线装置还包括第一保护层和第二保护层，其中，所述第一保护层和所述第二保护层分别位于所述极化栅电路板的上下两面，并且所述极化栅电路板处于第一状态时，所述第一保护层和所述第二保护层中的一者与所述线极化馈源面接触；所述极化栅电路板处于第二状态时，所述第一保护层和所述第二保护层中的另一者与所述线极化馈源面接触。
10.根据一个优选实施方式，所述第一保护层和所述第二保护层为玻璃纤维层或聚四氟乙烯层。
11.根据一个优选实施方式，所述的天线装置还包括金属框架，所述金属框架用于安装所述极化栅电路板、第一保护层和第二保护层。
12.根据一个优选实施方式，所述第一保护层与所述极化栅电路板之间、所述极化栅电路板与所述第二保护层之间、以及所述第一保护层、所述极化栅电路板、所述第二保护层和所述金属框架之间均为固定连接，并且所述第一保护层、所述极化栅电路板、所述第二保护层和所述金属框架形成为天线层组件。
13.根据一个优选实施方式，所述极化栅电路板为发射电路板或接收电路板时，所述金属框架具有一个安装部，并且所述发射电路板或所述接收电路板安装于所述金属框架的安装部内；或者，所述极化栅电路板包括发射电路板和接收电路板时，所述金属框架具有两个安装部，并且所述发射电路板安装于所述金属框架的其中一个安装部内，所述接收电路板安装于所述金属框架的另一个安装部内。
14.根据一个优选实施方式，所述线极化馈源面上设置有安装槽，所述安装槽用于安装所述极化栅电路板。
15.根据一个优选实施方式，所述安装槽的四周设置有固定部，并且所述固定部与天线层组件之间可拆卸连接。
16.根据一个优选实施方式，所述固定部为磁铁、夹具或粘贴层。
17.根据一个优选实施方式，所述的天线装置还包括保护膜，所述保护膜设置于所述线极化馈源面与天线层组件之间，并且所述保护膜为铁氟龙保护膜。
18.本实用新型提供的天线装置至少具有如下有益技术效果：
19.本实用新型的天线装置，包括极化栅电路板和线极化馈源，其中，极化栅电路板可翻转的安装于线极化馈源上，极化栅电路板至少具有第一状态和第二状态，并且极化栅电路板处于第一状态和第二状态时，极化栅电路板相对的两个面分别与线极化馈源的线极化馈源面接触，通过翻转极化栅电路板，可使极化栅电路板在第一状态和第二状态间切换，对应的极化栅旋转了90
°
，实现左旋圆极化和右旋圆极化切换，从而使得天线左旋圆极化和右旋圆极化可以在同一设备上兼容实现，进而使得本实用新型的天线装置可适用于不同的卫星或同一卫星的不同波束，达到拓宽带宽，扩展天线装置应用范围的目的。即本实用新型的天线装置，解决了现有技术中的天线不能实现双圆极化，导致其应用范围较窄的技术问题。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是现有技术中双圆极化天线模型的整体示意图；
22.图2是现有技术中双圆极化天线模型的俯视图；
23.图3是本实用新型天线层组件的优选实施方式分解图；
24.图4是本实用新型第一保护层向上的天线层组件组装图；
25.图5是本实用新型第二保护层向上的天线层组件组装图；
26.图6是本实用新型的天线层组件翻转前极化栅的示意图；
27.图7是本实用新型的天线层组件翻转后极化栅的示意图；
28.图8是本实用新型天线装置的优选实施方式分解图；
29.图9是图8中a部分的放大图。
30.图中：1、十字形极化栅；11、第一极化栅；12、第二极化栅；13、第三极化栅；14、第四极化栅；10、天线层组件；101、极化栅电路板；102、第一保护层；103、第二保护层；104、金属框架；20、线极化馈源；201、线极化馈源面；202、安装槽；203、固定部；204、保护膜；30、极化栅。
具体实施方式
31.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
32.下面结合说明书附图3～9对本实施例的天线装置进行详细说明。
33.本实施例的天线装置，包括极化栅电路板101和线极化馈源20，如图8所示。优选的，极化栅电路板101可翻转的安装于线极化馈源20上，极化栅电路板101至少具有第一状态和第二状态，并且极化栅电路板101处于第一状态和第二状态时，极化栅电路板101相对的两个面分别与线极化馈源20的线极化馈源面201接触。本实施例所说的接触可以是直接接触，也可以是间接接触。更优选的，通过手动方式将极化栅电路板101从线极化馈源20上取下后翻转至预设位置，再将翻转后的极化栅电路板101安装于线极化馈源20上。更优选的，基于卫星发射波形确定是否需要翻转极化栅电路板101。本实施例的天线装置，通过翻转极化栅电路板101，可使极化栅电路板101在第一状态和第二状态间切换，对应的极化栅旋转了90
°
，实现左旋圆极化和右旋圆极化切换，从而使得天线左旋圆极化和右旋圆极化可以在同一设备上兼容实现，进而使得本实施例的天线装置可适用于不同的卫星或同一卫星的不同波束，达到拓宽带宽，扩展天线装置应用范围的目的。即本实施例的天线装置，解决了现有技术中的天线不能实现双圆极化，导致其应用范围较窄的技术问题。
34.根据一个优选实施方式，天线装置还包括第一保护层102和第二保护层103如图3所示。优选的，第一保护层102和第二保护层103分别位于极化栅电路板101的上下两面，并
且极化栅电路板101处于第一状态时，第一保护层102和第二保护层103中的一者与线极化馈源面201接触；极化栅电路板101处于第二状态时，第一保护层102和第二保护层103中的另一者与线极化馈源面201接触，如图3～5所示。本实施例优选技术方案的天线装置还包括第一保护层102和第二保护层103，通过第一保护层102和第二保护层103，可对极化栅电路板101的上下两面起到保护作用。
35.根据一个优选实施方式，第一保护层102和第二保护层103为玻璃纤维层或聚四氟乙烯层。优选的，第一保护层102和第二保护层103为玻璃纤维层。不限于此，第一保护层102和第二保护层103也可基于实际需求选用其余的改性塑料制成。例如，基于实际需求选用低成本或高硬度的改性塑料。
36.根据一个优选实施方式，天线装置还包括金属框架104，金属框架104用于安装极化栅电路板101、第一保护层102和第二保护层103，如图3所示。由于极化栅电路板101较软，本实施例优选技术方案的天线装置还包括金属框架104，将极化栅电路板101、第一保护层102和第二保护层103安装在金属框架104上后，不仅可对极化栅电路板101定型，而且还方便将极化栅电路板101、第一保护层102和第二保护层103安装在线极化馈源20上，也可方便极化栅电路板101的翻转。
37.根据一个优选实施方式，第一保护层102与极化栅电路板101之间、极化栅电路板101与第二保护层103之间、以及第一保护层102、极化栅电路板101、第二保护层103和金属框架104之间均为固定连接，并且第一保护层102、极化栅电路板101、第二保护层103和金属框架104形成为天线层组件10。优选的，第一保护层102与极化栅电路板101之间、极化栅电路板101与第二保护层103之间、以及第一保护层102、极化栅电路板101、第二保护层103和金属框架104之间通过粘贴层固定连接。粘贴层例如是胶水层或双面胶层。
38.根据一个优选实施方式，极化栅电路板101为发射电路板或接收电路板时，金属框架104具有一个安装部，并且发射电路板或接收电路板安装于金属框架104的安装部内。或者，极化栅电路板101包括发射电路板和接收电路板时，金属框架104具有两个安装部，并且发射电路板安装于金属框架104的其中一个安装部内，接收电路板安装于金属框架104的另一个安装部内，如图3所示。本实施例优选技术方案的极化栅电路板101为发射电路板时，通过翻转极化栅电路板101，可使发射波在左旋圆极化和右旋圆极化之间切换；本实施例优选技术方案的极化栅电路板101为接收电路板时，通过翻转极化栅电路板101，可使接收波在左旋圆极化和右旋圆极化之间切换；本实施例优选技术方案的极化栅电路板101包括发射电路板和接收电路板时，通过翻转极化栅电路板101，可使发射波在左旋圆极化和右旋圆极化之间切换，同时还可使接收波在左旋圆极化和右旋圆极化之间切换。
39.根据一个优选实施方式，线极化馈源面201上设置有安装槽202，安装槽202用于安装极化栅电路板101，如图8和图9所示。优选的，安装槽202的四周设置有固定部203，并且固定部203与天线层组件10之间可拆卸连接，如图8和图9所示。更优选的，固定部203为磁铁、夹具或粘贴层。图8和图9示出了固定部203为磁铁的示意图。本实施例优选技术方案的天线层组件10独立于设备腔体，可快速安装，无需其余器材和配件辅助。具体的，本实施例优选技术方案的线极化馈源面201上设置有安装槽202，安装槽202的四周设置有固定部203，通过固定部203，可对天线层组件10起到固定作用；另一方面，由于固定部203与天线层组件10之间为可拆卸连接，需要翻转天线层组件10时，将整个天线层组件10拿起、翻转、放置，从而
使得固定部203与天线层组件10之间可以重新连接。本实施例优选技术方案的固定部203为磁铁，可方便通过磁铁吸附天线层组件10。
40.根据一个优选实施方式，天线装置还包括保护膜204，保护膜204设置于线极化馈源面201与天线层组件10之间，如图8和图9所示。优选的，保护膜204为铁氟龙保护膜。本实施例优选技术方案的天线装置还包括保护膜204，通过保护膜204的作用，可有效遮挡粉尘，防止线极化馈源面201上堆积粉尘。本实施例优选技术方案的保护膜204为铁氟龙保护膜，铁氟龙保护膜不仅可遮挡粉尘，而且还不会阻挡信号传播。
41.下面结合图6和图7对本实施例天线装置的切换过程进行详细说明：
42.当第一保护层102向上，第二保护层103与线极化馈源面201接触时，设备发射出的线极化波通过天线层组件10中的极化栅电路板101和线极化馈源面201分解为正交的两个线极化波，当正交的线极化波具有相同的幅度且 90
°
相位差时，形成了右旋圆极化波，如图6所示；同理可证，设备接收到的左旋圆极化波通过天线层组件10中的极化栅电路板101和下面的线极化馈源面201结构合成为极化波，进而到设备端进行信号处理。
43.当天线层组件10翻转后，第二保护层103向上，第一保护层102与线极化馈源面201接触，对应的极化栅30旋转了90
°
，设备发射出的线极化波通过天线层组件10中的极化栅电路板101和下面的线极化馈源面201结构分解为正交的两个线极化波，当正交的线极化波具有相同的幅度且-90
°
相位差时，形成了左旋圆极化波，如图7所示；同理可证，设备接收到的右旋圆极化波通过天线层组件10中的极化栅电路板101和下面的线极化馈源面201结构合成为极化波，进而到设备端进行信号处理。
44.本实施例的天线装置，不仅适用于ka频段，也可适用于其它频段，通过翻转天线层组件的方式即可实现双圆极化，简化了圆极化左右旋切换方式，拓宽了设备带宽，简化了天线层组件10的安装方式，节约了生产成本，降低了生产难度。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。