一种Ka频段的单馈点圆极化天线制造技术

本发明专利技术公开了一种Ka频段的单馈点圆极化天线，其特征在于，包括从上至下依次排布的三层结构，所述三层结构之间还设置有双层介质基板，通过两层介质基板展宽天线的工作带宽和轴比带宽；第一层结构包括寄生贴片和去耦合边框，所述辐射贴片设置于上层介质基板的上方中部，用于扩展天线的工作带宽，去耦合边框设置于上层介质基板的上方四周处，当单元天线组成阵列时用于防止各个天线单元之间相互干扰；第二层结构包括辐射贴片，所述辐射贴片设置于上层介质基板和下层介质基板之间，辐射贴片上连接有馈电探针，所述馈电探针用于将电磁波传导给辐射贴片；第三层结构包括地板，所述地板设置于下层介质基板下层，用于反射电磁波。

【技术实现步骤摘要】
一种Ka频段的单馈点圆极化天线
本专利技术涉及一种天线，具体涉及一种Ka频段的单馈点圆极化天线。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，如今频谱资源变得日益紧张，特别是在X波段以下。此外，当今社会对信息传输速率、传输稳定性等的要求变得越来越高，这导致了无线通信系统对毫米波频段的应用变得越来越广泛，特别是Ka频段。相较于较低频段，毫米波频段对天线的要求更加严格。因此，为了能够有效地提升毫米波频段无线通信系统的性能，大量的研究者已经开始对Ka频段的天线进行研究。而不同通信场景对天线的工作性能、质量甚至形状的要求不同。就目前而言虽然线极化工作方式的天线仍然被大部分无线通信系统所使用，但是圆极化天线所具有的抗多径反射等优点，使其在军事通信、卫星导航和卫星通信等场景取代了线极化天线。圆极化技术也必将在未来更多的无线通信应用场景中得到应用，这使得圆极化天线成为当前的研究热点。实现圆极化的方式是在空间上产生幅度相等、相位相差90°且正交的线极化分量，可以应用单馈法、多馈法、多元法和行波法等实现圆极化。目前常见的圆极化天线有喇叭天线、螺旋天线、振子天线和贴片天线等。相比于喇叭天线、螺旋天线和振子天线，贴片天线具有剖面低、易于加工和成本低等优点。但是对于贴片天线而言，带宽较窄，通常相对带宽小于5％，大约为3％左右。
技术实现思路
为解决现有的圆极化天线带宽较窄的问题，本专利技术提供了一种Ka频段的单馈点圆极化天线。本专利技术通过下述技术方案实现：一种Ka频段的单馈点圆极化天线，其特征在于，包括从上至下依次排布的三层结构，所述三层结构之间还设置有双层介质基板，双层介质基板包括上层介质基板和下层介质基板；通过两层介质基板展宽天线的工作带宽和轴比带宽；第一层结构包括寄生贴片和去耦合边框，所述辐射贴片设置于上层介质基板的上方中部，用于扩展天线的工作带宽，去耦合边框设置于上层介质基板的上方四周处，当单元天线组成阵列时用于防止各个天线单元之间相互干扰；第二层结构包括辐射贴片，所述辐射贴片设置于上层介质基板和下层介质基板之间，辐射贴片上连接有馈电探针，所述馈电探针用于将电磁波传导给辐射贴片；第三层结构包括地板，所述地板设置于下层介质基板下层，用于反射电磁波。在上述方案的基础上，进一步地有：所述第一层结构中的去耦合边框和第三层结构中的地板通过多个金属化过孔连接，所述金属化过孔贯穿上层介质基板和下层介质基板，所述金属化过孔用于在单元天线组成阵列时进一步防止各个天线单元之间相互干扰。在上述方案的基础上，进一步地有：所述辐射贴片进一步包括一个矩形贴片和两个矩形微扰元，所述两个矩形微扰元分别位于矩形贴片的两个对角上，通过调整矩形微扰元的尺寸来实现圆极化。在上述方案的基础上，进一步地有：所述矩形贴片的一边连接馈电网络，馈电网络的一端连接馈电探针。在上述方案的基础上，进一步地有：所述寄生贴片和辐射贴片中的矩形贴片为上下正对关系。在上述方案的基础上，进一步地有：所述地板上有一圆形通孔，圆形通孔的圆心位于馈电探针的轴线上，所述圆形通孔的直径大于馈电探针横截面的直径，所述馈电探针贯穿下层介质基板。在上述方案的基础上，进一步地有：所述寄生贴片、辐射贴片、馈电探针、去耦合边框和地板均为金属材质。在上述方案的基础上，进一步地有：所述上层介质基板的厚度在0.6mm-0.8mm之间，下层介质基板的厚度在0.3mm-0.5mm之间。所述金属化过孔沿上层介质基板的边缘位置排布，相邻金属化过孔之间的距离在0.4mm-0.8mm之间，金属化过孔的横截面周长在0.4mm-0.6mm之间。所述馈电探针的横截面半径在0.06mm-0.14mm之间。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1.本专利技术使用单馈点实现宽带圆极化微带天线，通过两层介质基板展宽天线的工作带宽和轴比带宽，解决了现有的贴片圆极化天线带宽较窄的问题。2.本专利技术将辐射贴片的结构设计为一个矩形贴片和两个矩形微扰元的形式，通过调整矩形微扰元的尺寸来实现天线的圆极化。3.本专利技术通过在天线周围嵌入金属化过孔以及在寄生贴片层周围设置去耦合边框，降低了组阵时单元与单元之间的耦合。4.本专利技术的结构实现了微带天线的小型化和轻量化。附图说明结合附图，可以得到对本专利技术实施例的进一步理解，从本专利技术的权利要求和优选实施例的以下描述可以获得本专利技术的其它特征和优点。在不超出本专利技术的范围的情况下，在这种情况下可以按任何期望的方式将图中所示的不同实施例的单独特征加以组合。在附图中：图1为本专利技术的整体结构图；图2为本专利技术的结构拆解示意图；图3为本专利技术的右旋圆极化方向图；图4为实施例的天线回波损耗；图5为实施例的天线轴比；图6为实施例的去耦合边框和寄生贴片的尺寸标定图；图7为实施例的下层介质基板和辐射贴片的尺寸标定图；图8为实施例的地板的尺寸标定图。附图标记说明：寄生贴片1、辐射贴片2、上层介质基板3、下层介质基板4、去耦合边框5、金属化过孔6、馈电探针7、地板8、矩形微扰元9、矩形贴片10。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例：如图1所示，在本实施例中，一种Ka频段的单馈点圆极化天线，其特征在于，包括从上至下依次排布的三层结构，如图2所示所述三层结构之间还设置有双层介质基板，双层介质基板包括上层介质基板3和下层介质基板4；通过两层介质基板展宽天线的工作带宽和轴比带宽；第一层结构包括寄生贴片1和去耦合边框5，所述辐射贴片2设置于上层介质基板3的上方中部，用于扩展天线的工作带宽，去耦合边框5设置于上层介质基板3的上方四周处，当单元天线组成阵列时用于防止各个天线单元之间相互干扰；如图6所示，去耦合边框5为边长为5.75mm的矩形环，边框粗0.50mm，寄生贴片1为边长为1.88mm的矩形。第二层结构包括辐射贴片2，所述辐射贴片2设置于上层介质基板3和下层介质基板4之间，辐射贴片2上连接有馈电探针7，所述馈电探针7用于将电磁波传导给辐射贴片2；如图7所示，下层介质基板4的边长为6mm。第三层结构包括地板8，所述地板8设置于下层介质基板4下层，用于反射电磁波；所述第一层结构中的去耦合边框5和第三层结构中的地板8通过多个金属化过孔6连接，所述金属化过孔6贯穿上层介质基板3和下层介质基板4，所述金属化过孔6用于在单元天线组成阵列时进一步防止各个天线单元之间相互干扰。所述辐射贴片2进一步包括一个矩形贴片10和两个矩形微扰元9，所述两个矩形微扰元9分别位于矩形贴片10的两个对角上，通过调整矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ka频段的单馈点圆极化天线，其特征在于，包括从上至下依次排布的三层结构，所述三层结构之间还设置有双层介质基板，双层介质基板包括上层介质基板(3)和下层介质基板(4)；/n第一层结构包括寄生贴片(1)和去耦合边框(5)，所述辐射贴片(2)设置于上层介质基板(3)的上方中部，去耦合边框(5)设置于上层介质基板(3)的上方四周处；/n第二层结构包括辐射贴片(2)，所述辐射贴片(2)设置于上层介质基板(3)和下层介质基板(4)之间，辐射贴片(2)上连接有馈电探针(7)；/n第三层结构包括地板(8)，所述地板(8)设置于下层介质基板(4)下层。/n

【技术特征摘要】
1.一种Ka频段的单馈点圆极化天线，其特征在于，包括从上至下依次排布的三层结构，所述三层结构之间还设置有双层介质基板，双层介质基板包括上层介质基板(3)和下层介质基板(4)；
第一层结构包括寄生贴片(1)和去耦合边框(5)，所述辐射贴片(2)设置于上层介质基板(3)的上方中部，去耦合边框(5)设置于上层介质基板(3)的上方四周处；
第二层结构包括辐射贴片(2)，所述辐射贴片(2)设置于上层介质基板(3)和下层介质基板(4)之间，辐射贴片(2)上连接有馈电探针(7)；
第三层结构包括地板(8)，所述地板(8)设置于下层介质基板(4)下层。


2.根据权利要求1所述的一种Ka频段的单馈点圆极化天线，其特征在于，所述第一层结构中的去耦合边框(5)和第三层结构中的地板(8)通过多个金属化过孔(6)连接，所述金属化过孔(6)贯穿上层介质基板(3)和下层介质基板(4)。


3.根据权利要求1所述的一种Ka频段的单馈点圆极化天线，其特征在于，所述辐射贴片(2)进一步包括一个矩形贴片(10)和两个矩形微扰元(9)，所述两个矩形微扰元(9)分别位于矩形贴片(10)的两个对角上。


4.根据权利要求3所述的一种Ka频段的单馈点圆极化天线，其特征在于，所述矩形贴片(10)的一边连接馈电网络，馈电网络的一端连接馈电探针(7)。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金利，罗超鸣，鲁国林，
申请(专利权)人：重庆两江卫星移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50