[發明專利]UHF頻段雙頻圓極化低剖面空氣微帶天線

有效

• 申請號: 201310444387.5
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103500876A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 王昊;周靜;李進陽;陳康;方鑫;孫長富;張平平;鄭歡
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q13/08;H01Q21/24;H01Q5/01;H01Q1/36
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發明涉及一種空氣微帶天線，特別是一種UHF頻段雙頻圓極化低剖面空氣微帶天線。

背景技術

無線通信技術的迅速發展和應用，推動著通信設備及其電子器件制造向小型化、多用途的方向發展。天線作為任何無線通信系統前端收發信號的部件，對通信質量起著至關重要的作用，也往往是制約無線通信系統小型化發展的主要障礙；隨著科技的發展，對天線性能的要求也越來越高，以往單純的線極化天線已很難滿足人們的需求，圓極化天線的應用越來越廣泛，圓極化天線，除可以減小信號漏失外，還能有效的消除極化畸變影響；在雷達中，使用圓極化天線可以減少雨霧的干擾；在電子對抗中，使用圓極化天線可以偵察和干擾敵方除反向圓極化信號。所以設計小型化、寬頻帶、圓極化、高效率的天線已成為當今天線研究領域中一個很重要的課題。

由于微帶天線具有體積小、重量輕、低剖面、易于與有源器件和微波電路集成的特點，目前廣泛應用于雷達、衛星通信、移動無線通信、以及各種通信設備當中，但微帶天線本身具有高品質因數、窄頻帶、低效率等缺點，大大限制了它們的應用，特別是當微帶天線工作于UHF頻段時，由于物理長度較大等局限，限制了微帶天線的工程應用，所以其面臨著小型化、低損耗、圓極化，雙頻或者多頻工作等亟待解決的問題，然而當天線的尺寸小于λ/8?(λ為工作頻率下的自由空間波長)時，天線的性能就會急劇惡化，所以如何實現低剖面的同時，又兼具多頻帶，寬頻帶，高增益的天線成為研究熱點之一。本發明主要針對微帶天線的寬頻帶和小型化技術展開了研究分析。

現有技術尚無一種同時實現低剖面、雙頻段，圓極化、高增益的天線。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種UHF頻段雙頻圓極化低剖面空氣微帶天線。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種UHF頻段雙頻圓極化低剖面空氣微帶天線，包括頂層金屬板、四周側壁結構、頻率調節金屬板、耦合饋電金屬板和同軸探針，其中頂層金屬板設置在四周側壁結構的正上方，頻率調節金屬板設置在四周側壁結構下表面并向內彎折，該頻率調節金屬板與四周側壁結構相互垂直，四周側壁結構的內側面均為金屬面，四周側壁結構的外側面印有外部金屬面，四周側壁結構的四個角落的正下方分別設置四個直角聚四氟乙烯固定墊片，饋電網絡介質板設置在四個直角聚四氟乙烯固定墊片的下方，饋電網絡介質板的上表面全部印有金屬面，饋電網絡印制在饋電網絡介質板的下表面，饋電網絡介質板上開有四個金屬過孔，耦合饋電金屬板位于頻率調節金屬板的上方，且與同軸探針相連，所述同軸探針的另一端穿過對應的金屬過孔并與饋電網絡的輸出端口相連，為天線饋電，所述同軸探針與饋電網絡介質板的上表面不接觸。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1）本發明采用空氣微帶天線的形式，能夠提高天線的阻抗帶寬；2）本發明的空氣微帶天線采用耦合饋電的方式，進一步提高了天線的帶寬；3）本發明提出了一種UHF頻段雙頻圓極化低剖面空氣微帶天線，天線采用四周均折疊的技術使天線小型化；4）本發明提出了一種UHF頻段雙頻圓極化低剖面空氣微帶天線，采用饋電網絡使之產生四個相位相互正交的能量分別給天線的四個端口饋電，使天線的極化方式為圓極化，采用四饋的方式可以使得天線獲得較高的極化純度和較寬的軸比帶寬；5）本發明提出了一種UHF頻段雙頻圓極化低剖面空氣微帶天線，通過在四周側壁結構外側面印制外部金屬面使天線產生了另一個諧振頻率，在不改變原有天線體積的基礎上使得天線能夠同時工作在雙頻。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明專利的低剖面空氣微帶天線（含饋電網絡）的總體結構圖及側視圖，其中圖（a）為天線總體結構圖，（b）為天線側視圖。

圖2為本發明專利的低剖面空氣微帶天線（不含饋電網絡）的總體結構圖。

圖3為本發明專利的低剖面空氣微帶天線（不含饋電網絡）的俯視圖及沿線AB的截面圖，其中圖（a）為天線俯視圖，（b）為天線沿線AB的截面圖。?

圖4為本發明專利的低剖面空氣微帶天線饋電網絡的總體結構圖。

圖5為本發明專利的饋電網絡的反射系數結果圖。

圖6為本發明專利的饋電網絡的各端口相位結果圖。

圖7為本發明專利的饋電網絡的各端口反射系數結果圖。

圖8為本發明專利的低剖面空氣微帶天線（不含饋電網絡）的反射系數結果圖。

圖9為本發明專利的低剖面空氣微帶天線（含饋電網絡）的反射系數結果圖。

圖10為本發明專利的低剖面空氣微帶天線的軸比結果圖。