一种宽波束圆极化相控阵天线单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽波束圆极化相控阵天线单元，涉及通信、测控领域。本天线单元包括介质板和馈电接插件，介质板的同一面敷刻有辐射贴片和微带线，介质板的另一面为天线地板；辐射贴片为设有半圆形缺口的半圆形贴片。本实用新型专利技术根据通信、测控对极化特性、安装空间要求设计，是驻波带宽宽、轴比带宽宽、波束宽度宽的圆极化辐射单元结构；本实用新型专利技术还具有尺寸小、易集成、可实现“砖块式“相控阵天线设计等特点，特别适用于通信、测控系统中飞行器载体高性能低轮廓圆极化天线的制造。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及通信、测控领域中的一种宽波束圆极化相控阵天线单元，本技术较适合应用于要求圆极化相控阵天线的通信、测控系统中。
技术介绍
目前在通信、测控系统中可以形成圆极化的微带天线主要有以下几种结构形式，在性能上虽各有特点，但均存在某种不足。1、切角圆极化微带天线：该形式天线结构简单，轮廓低，但天线轴比、驻波带宽小于2％。2、外接圆极化电桥的圆极化微带天线形式，该形式的微带天线轴比、驻波带宽较宽通常其小于3dB轴比带宽大于15％，小于2的驻波带宽大于20％，但外接圆极化电桥占用空间较大、馈线冗长、差损较大，不利于天线、网络一体化设计。3、缝隙耦合圆极化微带天线，该形式的圆极化微带天线与传统的圆极化微带天线比较，具有阻抗、轴比带宽宽的特点，但由于缝隙结构的不对称性，往往需要加载隔离电阻实现较宽的轴比带宽，这样产生了两个问题：一方面，隔离电阻需要人工焊接，当阵列规模较大时，需要巨大的工作量，又很难保证单元焊接的一致性；另一方面，隔离电阻会产生一定的差损，导致辐射增益不同程度的下降。上述几种形式均为“瓦块式”单元，国内外公开报道的适合“砖块式”的圆极化相控阵天线单元较少，“砖块式”天线单元适用于整片式加工设计，这样天线的布阵精度较高，馈电网络可与单元一体化加工，与“瓦片式”天线单元比较的复杂度较低。
技术实现思路
本技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提供一种一种宽波束圆极化相控阵天线单元，本技术的特点是，阻抗、轴比带宽宽，结构紧凑、可实现“砖块式”相控阵天线设计等特点。本技术是这样实现的：一种宽波束圆极化相控阵天线单元，包括介质板2和馈电接插件4，其特征在于：介质板2包括敷刻在介质板2同一面的辐射贴片1和微带线3，辐射贴片1为设有半圆形缺口6的半圆形贴片5，所述的半圆形缺口6的直径与半圆形贴片5的直径在一条直线上，且半圆形缺口6的圆心偏离半圆形贴片5的圆心；微带线3的一端与辐射贴片1相馈接且馈接位置位于半圆形贴片5圆心到半圆形缺口6圆心连线的延长线上；微带线3的另一端与馈电接插件4相焊接；介质板2的另一面为天线地板7，天线地板7的高度低于辐射贴片1的直径位置。其中，所述的半圆形贴片5的直径长度为工作频率所对应波长的一半。其中，所述的半圆形缺口6的直径长度为半圆形贴片5直径长度的1/4～1/5。本技术与
技术介绍
比较有如下优点：1、本技术设置了一种宽波束圆极化相控阵天线单元1部件，该天线单元由辐射贴片1、介质板2、微带线3、SMA馈电接插件4构成，能在宽频带内产生高质量的圆极化宽波束，其小于3dB轴比带宽大于20％，小于2的驻波带宽大于40％。2、本技术整个天线结构简单、紧凑，与其他圆极化相控阵天线单元比较可实现“砖块式“圆极化相控阵天线，这样可实现天线与网络一体化设计，适用于要求圆极化天线相控阵天线的通信系统中。附图说明图1是本技术三维结构示意图；图2是本技术天线单元结构示意图。具体实施方式参照图1、图2，本技术由介质板2和SMA馈电接插件4构成。图1是本技术三维结构示意图，给出了各部件间的相对位置关系。图2是本技术天线单元示意图。辐射贴片1作用是辐射或接收圆极化电磁信号，完成电磁信号转换。实施例采用印制板敷铜结构，它由半圆型贴片5剪掉偏离圆心位置的半圆形缺口6构成，微带线3馈入半圆贴型片5，并在贴片表面形成沿着半圆型缺口6处形成旋转的电流，这样激励起了圆极化电流，半圆形缺口6的缺口扰动了大半圆贴片的表面电流，使线极化电流转换成了圆极化的电流。微带线3位于偏离半圆型贴片5的圆心馈入，偏离的距离可调节天线的输入阻抗，实现了对天线单元的匹配。介质板的背面敷铜为天线地板7，天线地板7的高度低于辐射贴片1的辐射体，这样可以实现天线的宽带，宽波束辐射。本技术工作原理如下：当发射信号时，SMA馈电接插件4接发射机发射信号，输入到微带线3，在半圆型贴片5激励器起圆极化电磁波，并由它辐射到自由空间。天线的接收和发射为互易过程，信号由辐射贴片1接收到，并通过微带线3接收到辐射贴片的信号，最终由SMA馈电接插件4及同轴电缆输出到外接接收机。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽波束圆极化相控阵天线单元，包括介质板(2)和馈电接插件(4)，其特征在于：介质板(2)包括敷刻在介质板(2)同一面的辐射贴片(1)和微带线(3)，辐射贴片(1)为设有半圆形缺口(6)的半圆形贴片(5)，所述的半圆形缺口(6)的直径与半圆形贴片(5)的直径在一条直线上，且半圆形缺口(6)的圆心偏离半圆形贴片(5)的圆心；微带线(3)的一端与辐射贴片(1)相馈接且馈接位置位于半圆形贴片(5)圆心到半圆形缺口(6)圆心连线的延长线上；微带线(3)的另一端与馈电接插件(4)相焊接；介质板(2)的另一面为天线地板(7)，天线地板(7)的高度低于辐射贴片(1)的直径位置。

【技术特征摘要】
1.一种宽波束圆极化相控阵天线单元，包括介质板(2)和馈电
接插件(4)，其特征在于：介质板(2)包括敷刻在介质板(2)同一
面的辐射贴片(1)和微带线(3)，辐射贴片(1)为设有半圆形缺口
(6)的半圆形贴片(5)，所述的半圆形缺口(6)的直径与半圆形贴
片(5)的直径在一条直线上，且半圆形缺口(6)的圆心偏离半圆形
贴片(5)的圆心；微带线(3)的一端与辐射贴片(1)相馈接且馈
接位置位于半圆形贴片(5)圆心到半圆形缺口(6)圆心连线的延长

【专利技术属性】
技术研发人员：宋长宏，王涛，路志勇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：新型
国别省市：河北;13