寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的是一種寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線。包括地板、底層介質板、中間介質層、上層介質板、探針、主振貼片和寄生貼片，寄生貼片位于上層介質板的下表面，主振貼片位于底層介質板的上表面，主振貼片和寄生貼片均為矩形，探針頂端與主振貼片在同一平面，探針頂端圓面相切于主振貼片的長邊，探針的中心軸與主振貼片的長邊對稱軸的距離等于探針的中心軸與主振貼片的短邊對稱軸的距離，主振貼片和寄生貼片相互平行且二者的對稱軸重合。本實用新型完全滿足毫米波段寬頻帶高增益無線通信的要求，具有頻帶寬、增益高、饋電方式新穎、饋電結構簡單、整體結構簡單等優點。
【專利說明】寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及的是一種無線通信天線。
【背景技術】
[0002]由于無線電通信設備和電子信息設備朝著多功能化，小型化，超寬帶，頻率上移以及與周圍環境友好協調的方向發展，這使得寬頻帶，小型化，高增益，毫米波段天線成為國內外研究的熱點課題之一。它涉及到天線的寬帶阻抗匹配技術，天線的加載技術，天線的電抗補償技術等先進技術和工藝。
[0003]近幾年，隨著無線通信事業的大力發展及通信容量的增加，使天線的頻段逐漸由低頻段發展到高頻段。目前已使用的Ku、K、Ka頻段也越來越顯得擁擠。故毫米波段及亞毫米波段的天線設計是天線發展的必然趨勢。隨著T/R組件的小型化及數字化的大力發展，使得固態有源相控陣天線的應用范圍越來越廣。除為了考慮成本外，目前世界上的最先進戰機均采用固態有源相控陣天線的形式，且星載天線也漸漸采用有源相控陣形式。故設計毫米波段固態有源相控陣天線單元是天線發展的一種趨勢。
[0004]毫米波微帶天線發展至今已經有近三十年時間，它和其他波段的微帶天線，如微波微帶天線，幾乎是同時出現的。在十九世紀七十年代初期，人們對微帶天線產生了濃厚的興趣。這是因為微帶天線具有體積小、重量輕、剖面薄、造價低、易共形、易集成等諸多優點。結合毫米波的許多固有特性，如波長短、頻帶寬、在霧、雪、塵埃等中有良好的傳播特性，毫米波微帶天線也在同一時期受到了世界各國天線研究者的關注。
[0005]對于微帶天線的頻帶，可以有多種途徑來展寬，比如選擇低的介電常數和厚的介質基板，以及對貼片適當的開槽等等。之前，已經提到采用增加寄生貼片來展寬頻帶以及提高增益，以及提出用雙L型探針饋電的形式來提高天線的頻帶和增益。但這些方法比較不理想，比如結構復雜，設計繁瑣，通用性差，加工成本高，且性能存在一定的缺陷，不宜推廣，因此設計新型的毫米波段寬帶高增益天線成為一個趨勢。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種可以應用于毫米波段(49GHz-70GHz)無線通信，且剖面低、體積小、結構簡單、易加工的寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線。
[0007]本實用新型的目的是這樣實現:
[0008]包括地板、底層介質板、中間介質層、上層介質板、探針、主振貼片和寄生貼片，寄生貼片位于上層介質板的下表面，主振貼片位于底層介質板的上表面，主振貼片和寄生貼片均為矩形，探針頂端與主振貼片在同一平面，探針頂端圓面相切于主振貼片的長邊，探針的中心軸與主振貼片的長邊對稱軸的距離等于探針的中心軸與主振貼片的短邊對稱軸的距離，主振貼片和寄生貼片相互平行且二者的對稱軸重合。
[0009]本實用新型還可以包括:
[0010]1、主振貼片的長邊與短邊的比例為2:1 ;寄生貼片的長邊與短邊的比例為2:1。[0011]2、主振貼片的長邊與寄生貼片的長邊的比例為2:1 ;主振貼片的短邊與寄生貼片的短邊的比例為2:1。
[0012]3、在地板的下部連接有饋電同軸電纜，同軸電纜的信號線穿過金屬地板后連接到探針上，所述的地板與饋電同軸電纜地線相連接。
[0013]4、地板、底層介質板、中間介質層、上層介質板、主振貼片和寄生貼片的對稱軸都重合。
[0014]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點和積極效果:
[0015](I)本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線具有頻帶寬(仿真帶寬49GHz-70GHz，絕對帶寬達到21GHz)、增益高(仿真軟件仿真55GHz_69GHz增益均在IOdBi以上)、整體結構簡單、饋電型式新穎、饋電結構簡單等優點，本實用新型天線完全滿足毫米波段寬頻帶高增益無線通信的要求。
[0016](2)本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線可完全實用于星載、機載、彈載及地面毫米波段無線通信的需求；另外，在不改變天線結構的前提下，通過改變天線的尺寸可將該毫米波段天線應用在其它頻段的無線通信的系統中。
[0017](3)本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線還具有饋電方式新穎，饋電結構為探針與貼片相切的簡單的饋電型式的優點。
[0018](4)本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線還具有剖面低、結構簡單、易加工、成本低的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線的立體圖。
[0020]圖2本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線的俯視圖。
[0021]圖3本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線中的探針與貼片相切饋電方式的平面圖。
[0022]圖4本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線中的二貼片的平面圖。【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本實用新型內容做進一步說明，但本實用新型的實際應用形式并不僅限于圖示的實施例。
[0024]結合圖1和圖2，寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線包括上層介質板1、寄生貼片2、中層介質板3、主振貼片4、饋電探針5、下層介質板6和接地板7。
[0025]結合圖3，主振貼片4和饋電探針5相切構成探針與貼片相切饋電方式，饋電探針5的中心軸與主振貼片4的兩個邊中心對稱軸距離相等為d。
[0026]結合圖4，寄生貼片2與主振貼片4成軸對稱分布，寄生貼片2和主振貼片4的長邊與短邊成比例為2:1，寄生貼片2和主振貼片4各自的長邊與短邊成比例為2:1。
[0027]地板7由良導體制成，其在饋電點位置開圓孔，以方便饋電同軸電纜的信號線可以穿過，從而和饋電探針5相連。地板7和饋電同軸電纜的地線相連。
[0028]本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線達到了如下工作參數:工作帶寬49GHz—70GHz ;仿真軟件仿真55GHz-69GHz增益均在IOdBi以上；饋電方式新穎，饋電結構簡單。同時本實用新型寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線還具有剖面低、結構簡單、易加工的特點。
[0029]雖然本發明以較佳實施實例公開如上，但它們并不是用來限定發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和范圍內，自當可做各種變化和潤飾，因此本發明的保護范圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。
【權利要求】
1.一種寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線，包括地板、底層介質板、中間介質層、上層介質板、探針、主振貼片和寄生貼片，其特征是:寄生貼片位于上層介質板的下表面,主振貼片位于底層介質板的上表面,主振貼片和寄生貼片均為矩形,探針頂端與主振貼片在同一平面，探針頂端圓面相切于主振貼片的長邊，探針的中心軸與主振貼片的長邊對稱軸的距離等于探針的中心軸與主振貼片的短邊對稱軸的距離，主振貼片和寄生貼片相互平行且二者的對稱軸重合。
2.根據權利要求1所述的寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線，其特征是:主振貼片的長邊與短邊的比例為2:1 ;寄生貼片的長邊與短邊的比例為2:1。
3.根據權利要求1或2所述的寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線，其特征是:主振貼片的長邊與寄生貼片的長邊的比例為2:1 ;主振貼片的短邊與寄生貼片的短邊的比例為2:1。
4.根據權利要求1或2所述的寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線，其特征是:在地板的下部連接有饋電同軸電纜，同軸電纜的信號線穿過金屬地板后連接到探針上，所述的地板與饋電同軸電纜地線相連接。
5.根據權利要求3所述的寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線，其特征是:在地板的下部連接有饋電同軸電纜，同軸電纜的信號線穿過金屬地板后連接到探針上，所述的地板與饋電同軸電纜地線相連接。
6.根據權利要求1或2所述的寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線，其特征是:地板、底層介質板、中間介質層、上層介質板、主振貼片和寄生貼片的對稱軸都重合。
7.根據權利要求3所述的寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線，其特征是:地板、底層介質板、中間介質層、上層介質板、主振貼片和寄生貼片的對稱軸都重合。
8.根據權利要求4所述的寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線，其特征是:地板、底層介質板、中間介質層、上層介質板、主振貼片和寄生貼片的對稱軸都重合。
9.根據權利要求5所述的寬帶高增益探針與貼片相切饋電方式天線，其特征是:地板、底層介質板、中間介質層、上層介質板、主振貼片和寄生貼片的對稱軸都重合。
【文檔編號】H01Q1/50GK203386903SQ201320452007
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月26日 優先權日:2013年7月26日
【發明者】張昕, 譚世偉 申請人:哈爾濱工程大學