[其他]微波天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87104687
• 申請日: 1987-06-05
• 公開（公告）號: CN87104687A
• 公開（公告）日: 1988-01-20
• 發(fā)明（設計）人: 福沢惠司;伊藤文寬;梶栗潤一;鶴丸忍
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q21/06
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 何關(guān)元,許新根

本發(fā)明涉及微波天線，特別是用于接收高頻衛(wèi)星廣播傳輸?shù)膱@極化波的平面天線。

關(guān)于高頻平面天線，特別是有關(guān)用于接收12GHz波段的天線方面已經(jīng)提出了大量的設計。一個先前的設計是適用于微帶線饋電的天線陣，該天線陣具有可以用基片浸蝕而構(gòu)成的優(yōu)點。然而當使用聚四氟乙烯或類似的低損耗基片時，這種形式的天線有相當大的介質(zhì)損耗和輻射損耗。因此不能達到高效率，並且當使用具有低損耗特性的基片時，成本相對較高。

提出的另一種天線設計是一種徑向線隙天線陣和一種波導隙縫天線陣，與微帶線饋電天線陣相比。這些天線有助于減少介質(zhì)損耗和輻射損耗，然而，它的結(jié)構(gòu)相對地復雜了，因此，這種天線結(jié)構(gòu)帶來了一個難于制造的問題。此外，由于這些設計中的每一個都形成一個諧振結(jié)構(gòu)，要獲得寬頻帶的增益是有困難的，例如300至500MHz，此外，隙縫間的耦合損失使這些設計復雜化了，從而很難獲得良好的效率特性。

另一個先前提出的設計是一個懸線饋電孔結(jié)構(gòu)天線陣。這個設計中有一個克服上述缺陷的結(jié)構(gòu)，並且使用便宜的基片就能提供一個寬頻帶特性。懸線饋電天線在歐洲專利申請No108463-A和123350-A以及1984年3月出版的MSN（微波系統(tǒng)新聞）PP.110～126中已作出說明。

上面提到的第一份申請中所揭示的天線，它的銅箔必須相對于作為基片的介質(zhì)層的兩個表面垂直構(gòu)成，由于該結(jié)構(gòu)是在基片的兩個表面上構(gòu)成的，因而，這種天線互連加工復雜，相對地需要較大的尺寸。

上面引用的另一個申請中所揭示的天線，要求銅箔在兩個分離的介質(zhì)層上構(gòu)成，難以使這些箔片精確定位，結(jié)構(gòu)變得相對復雜並且昂貴。在出版的MSN中所揭示的天線，一個激勵探頭固定在每個孔中，組成一個用于線性極化波的天線，這一種天線不能用于有效地接收園極化波，由于增益差，並且必須使用兩個分離的基片，因此，使其結(jié)構(gòu)相對復雜並且昂貴。

此外，該發(fā)明的代理人已經(jīng)提出了一個高效率的視頻通帶園極化平面天線陣（美國專利申請?zhí)?88，117）。這種天線呈懸線饋電式平面天線的形式，該天線具有一個夾在一對金屬片間的基片，金屬片可以是鋁或噴鍍金屬的塑料，每一個金屬片具有許多彼此隔開的孔以限定輻射元件。在這種天線中，這些隔開的孔具有一對激勵探頭，而這對激勵探頭接收的信號以相同的相位送到懸線。

這個先前提出的園極化波平面天線陣參考圖1至圖5來說明。

圖1是這種天線中使用的園極化波輻射元件的平面圖。圖2是圖1沿Ⅰ-Ⅰ線的橫截面圖。

參照圖1和圖2，一個介質(zhì)基片3被夾在第一和第二金屬板1和2之間（金屬片或板可以用鋁或噴鍍金屬的塑料構(gòu)成）。板1和2中形成許多個孔4和5，孔4在板1中做成凹形面或凹槽，孔5在板2中形成一個開口。

一對相互垂直的激勵探頭8和9裝在基片3的一個公共平面上，與圖1中說明的孔4和5對準。激勵探頭8和9每個都與設置在諧振空腔6內(nèi)的懸線導體7連結(jié)，從而構(gòu)成一個同軸線，用于傳遞在激勵探頭8和9與一個遙控點之間的能量。基片3以薄膠膜的形式夾在第一和第二金屬板或噴鍍金屬板1和2之間。最好，孔4和5是直徑相同的園形孔，上方的孔5做成錐形，如圖2所示。

懸線導體7構(gòu)成一個導電箔，該導電箔固定在諧振空腔6中的基片3上，形成一個懸同軸饋線。

圖3是圖2按Ⅱ-Ⅱ剖線的橫截面圖。如圖3所示，導電箔7構(gòu)成中心導體，板1和2的導電表面構(gòu)成同軸的外導體。

最好，箔7是利用腐蝕基片3上的導體表面形成一個印制電路，除要求留下的如箔7和激勵探頭8和9等以外的所有導體表面部分都去掉，導電箔具有一定的厚度，例如25至100微米。由于基片3較薄，只作為箔7的支承體，即使不使用低損耗材料制造，在同軸線中的傳輸損耗也較小。例如在12GHz使用聚四氟乙烯玻璃基片的開路帶線，典型的傳輸損耗是4至6dB/m，而使用25微米厚的基片，懸線的傳輸損耗只有2.5至3dB/m。與聚四氟乙烯玻璃基片相比，柔性基片3較便宜，因此這種裝置更為經(jīng)濟。

圖3中t表示基片3的厚度，L表示諧振腔6的寬度，d表示諧振空腔6的高度，W表示懸線導體7的寬度。已知在實用中的園極化波輻射元件，t是25微米，d是1.4微米，L是2微米，W是1微米。在12GHz的頻率下，如圖4中虛線所示傳輸損耗大約為3dB/m。