[發明專利]一種基于多模融合的超低剖面雙頻寬波束微帶天線

有效

• 申請號: 201811512651.3
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109687125B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 劉能武;李政佑;傅光;祝雷;陳曦
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q5/10;H01Q5/20;H01Q5/307;H01Q1/27;H01Q1/28
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于無線通信技術領域，公開了一種基于多模融合的超低剖面雙頻寬波束微帶天線；矩形輻射微帶與矩形寄生微帶附著于介質基板，位于天線的最上層；介質基板位于基于多模融合的超低剖面雙頻寬波束微帶天線的中間層；金屬底板位于介質基板的下層；矩形輻射微帶與矩形寄生微帶之間有一縫隙用以輻射線極化電磁波；介質基板上沿矩形輻射微帶與矩形寄生微帶的邊緣打金屬通孔；金屬底板位于整個天線的最下方，安裝射頻接頭。本發明采解決了傳統微帶天線的低剖面條件下實現天線寬波束的需求；在保證天線高性能的同時，可以最大程度減小天線對載體的外形的影響；有助于獲得高性能的寬角掃描相控陣列天線。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，尤其涉及一種基于多模融合的超低剖面雙頻寬波束微帶天線。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：低剖面天線以其輪廓低、風阻小、易于實現與載體共形等特點在現代無線通信技術中得到越來越多的應用。像微帶天線，平面螺旋天線這種，比如如果天線安裝在飛行器表面的時候，低剖面天線能和飛行器表面很好的共形，天線不會對飛行器本身產生額外的空氣動力學效應。微帶天線因其自身有很多優點，從1980年以來就被廣泛應用于軍用和民用領域中。微帶天線的波束寬度一般能夠達到70°～100°，已經具有寬波束的效果。但是隨著移動通信系統的不斷發展，對于移動通信來說，這個波束寬度還是不夠寬。所以近年來具有寬波束的微帶天線逐漸發展成一個熱點。傳統的微帶天線受地板的邊界條件限制，3dB波束寬度大約為±45°左右，為了展寬微帶天線單元的波束寬度，可通常采用高次模工作單元、金屬短路柱，或設計多層微帶等方法。現有技術一二維大角度掃描平面相控陣列”通過高次模工作單元，實現對天線單元的波束展寬，3dB波束寬度為±60°左右?，F有技術二實現寬波束的低剖面圓極化微帶天線”通過添加金屬短路柱的方法拓寬波束，3dB波束寬度為134°，剖面大于0.1λ但是這種方式不利于加工?，F有技術三海事衛星通信終端寬波束天線裝置”通過采用雙層微帶的方式展寬波束寬度，3dB波束寬度為140°，但剖面0.2λ。成本高，用的材料多，加工難度大，現有技術能夠實現一定程度的寬波束特性，但與此同時天線的剖面高度會升高，如技術一、技術三；加工難度會增加，如技術二、技術三；以上兩點決定了天線的成本升高，在保持低剖面、加工復雜度低的的情況下，實現天線的寬波束特性，可以使寬波束天線的應用范圍更加廣泛。

上述天線雖然達到微帶天線寬波束特性，但是天線的制造成本都較高，阻礙了天線在超低剖面通信系統中的應用。因此，設計出結構簡單低剖面微帶寬波束天線是天線技術領域亟需解決的問題，具有較大的實用意義。

本發明剖面僅0.03λ，明顯低于上述現有的技術剖面，縮小了天線的物理尺寸，降低天線的成本；而且本技術可以實現雙頻帶特性，可在兩個頻帶范圍內工作，大大拓展了該寬波束天線的應用條件，為實現天線的多頻段工作提供了可能。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于多模融合的超低剖面雙頻寬波束微帶天線。

本發明是這樣實現的，一種基于多模融合的超低剖面雙頻寬波束微帶天線，所述基于多模融合的超低剖面雙頻寬波束微帶天線設置有矩形輻射微帶、矩形寄生微帶、介質基板以及金屬底板；

矩形輻射微帶與矩形寄生微帶附著于介質基板，位于天線的最上層；介質基板位于基于多模融合的超低剖面雙頻寬波束微帶天線的中間層；金屬底板位于介質基板的下層；

所述矩形輻射微帶與矩形寄生微帶之間有一縫隙用以輻射線極化電磁波；

所述介質基板上沿矩形輻射微帶與矩形寄生微帶的邊緣打金屬通孔；

所述金屬底板位于整個天線的最下方，安裝射頻接頭。