雙極化微帶陣列天線的製作方法

2023-04-24 18:54:41

專利名稱：雙極化微帶陣列天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及天線，尤其涉及一種雙極化微帶陣列天線。
背景技術：
隨著微波集成技術的發展和空間技術對低剖面天線的迫切需求，國際上展開了對 微帶天線廣泛而深入地研究，新結構和高性能的微帶天線不斷湧現。與普通的微波天線相 比，微帶天線具有剖面薄、體積小、結構簡單、適合用印刷電路技術大批量生產、能與載體共 形，易於集成，製作簡單、易於實現雙極化等等多種優點。微帶貼片天線以其效率高、尺寸 小、分析方法成熟等其它類型的天線所不具備的優勢而得到廣泛地應用。 雙極化微帶天線作為微帶天線的重要組成部分，因為它繼承了微帶天線的饋電方 式和極化制式的多樣化以及饋電網絡、有源電路集成一體化等優點而成為當前微帶天線研 究的主角。然而，微帶貼片天線本身所固有的帶寬窄，增益低等缺點使其應用受到了一些限 制。雖然這些缺點可以採用外加寄生貼片，縫隙耦合饋電等技術來克服，但是仍然不能滿足 現在無線通信系統的要求。市場上通常是由微帶貼片單元組成的微帶陣列天線來能獲得更 大的增益或實現特定的方向性，但是大多是單極化的天線。因此迫切需要研究出高增益、低 損耗的雙極化天線來滿足WLAN通信系統的要求。

發明內容本實用新型為了克服現有技術在無線區域網中損耗大，增益低的不足，提供一種 雙極化微帶陣列天線。 為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下 雙極化微帶陣列天線包括微帶基板、阻抗變換網絡單元、輻射單元、第一饋電點、
第二饋電點、輻射層；4個輻射單元通過阻抗變換網絡連接成菱形後貼置於微帶基板上，構
成輻射層，兩兩輻射單元經阻抗變換網絡單元與第一饋電點、第二饋電點連接。 所述的微帶基板為聚四氟乙烯材料。所述的阻抗變換網絡單元採用1/4 A阻抗匹
配，並且採用並聯饋電方式。所述的第一饋電點和第二饋電點採用同軸線饋電，特性阻抗為
50 Q。所述的輻射單元(3)輻射方向為+45°和-45° 本實用新型採用士45度雙極化陣列天線技術，並且微帶基板使用聚四氟乙烯材 料，具有增益高，損耗低，成本低，交叉極化特性和輻射特性好，結構簡單，便於集成，滿足無 線區域網通信的要求。

圖1是雙極化微帶天線的結構示意圖； 圖2是雙極化微帶天線的駐波比曲線圖； 圖3是雙極化微帶陣列天線在2400MHz時的輻射方向圖； 圖4是雙極化微帶陣列天線在2500MHz時的輻射方向圖。
具體實施方式
如圖1所示，雙極化微帶陣列天線包括微帶基板1、阻抗變換網絡單元2、輻射單元
3、 第一饋電點4、第二饋電點5、輻射層6 ;4個輻射單元3通過阻抗變換網絡2連接成菱形 後貼置於微帶基板上，構成輻射層6，兩兩輻射單元3經阻抗變換網絡單元2與第一饋電點
4、 第二饋電點5連接。 所述的微帶基板1為低成本的聚四氟乙烯材料。阻抗網絡變換單元2與輻射單元 3連接構成菱形結構，輻射方向為+45°和-45° ，削去了方形輻射單元3超出微帶基板1 的幾何部分。根據輻射單元3的輻射方向，雙極化微帶陣列天線為±45°雙極化陣列。被 削去超出微帶基板1的幾何部分的輻射單元3長度約為中心工作波長的1/3。第一饋電點 4和第二饋電點5位於外側連接輻射單元3通過阻抗變換網絡單元2的中心。所述的阻抗 變換網絡單元2採用阻抗匹配。所述的第一饋電點4和第二饋電點5採用同軸線饋 電，特性阻抗為50 Q 。根據設計需要，可改變輻射單元3的尺寸或調整阻抗變換網絡單元2 的結構，提高定向性，改善天線性能。 實施例1 雙極化微帶陣列天線 選擇介電常數為2.65的聚四氟乙烯材料製作微帶基板，厚度為lmm。輻射單元 通過阻抗網絡變換單元連接構成菱形結構。輻射單元的輻射方向為+45°和_45° ，削去 了方形輻射單元超出微帶基板的幾何部分，該幾何部分為等腰直角三角形，其斜邊長度為 14.45mm。輻射層的厚度為0. 07mm。第一饋電點和第二饋電點採用同軸線連接，特性阻抗 為50Q ，同軸線直徑為1. 5mm。從外側連接輻射單元的阻抗網絡變換單元添加了一個矩形 輻射貼片，其長度為8mm，寬度為5. 9mm。雙極化微帶陣列天線使用單層結構實現了雙極化， 其面積為180mmX 180mm。雙極化微帶陣列天線的各項性能指標採用R3767CH網絡分析儀進 行測試，所得的駐波比曲線如附圖3。由圖可見，其帶寬為2283MHz 2600MHz(駐波比小 於1. 5)，完全可以覆蓋無線區域網標準2. 4GHz段2400 2483MHz的整個頻率範圍，也可 應用於其他射頻設備。高增益微帶天線在2400MHz時的輻射方向圖如圖4，其主瓣增益達 14. 82dBi ;在2500MHz時的輻射方向圖如圖5，其主瓣增益達14. 6德i。
權利要求一種雙極化微帶陣列天線，其特徵在於包括微帶基板(1)、阻抗變換網絡單元(2)、輻射單元(3)、第一饋電點(4)、第二饋電點(5)、輻射層(6)；4個輻射單元(3)通過阻抗變換網絡(2)連接成菱形後貼置於微帶基板上，構成輻射層(6)，兩兩輻射單元(3)經阻抗變換網絡單元(2)與第一饋電點(4)、第二饋電點(5)連接。
2. 如權利要求l所述的一種雙極化微帶陣列天線，其特徵在於所述的微帶基板(1)為 聚四氟乙烯材料。
3. 如權利要求1所述的一種雙極化微帶陣列天線，其特徵在於所述的阻抗變換網絡單 元(2)採用1/4 A阻抗匹配，並且採用並聯饋電方式。
4. 如權利要求l所述的一種雙極化微帶陣列天線，其特徵在於所述的第一饋電點(4) 和第二饋電點(5)採用同軸線饋電，特性阻抗為50 Q 。
5. 如權利要求l所述的一種雙極化微帶陣列天線，其特徵在於所述的輻射單元(3)輻 射方向為+45°和-45° 。
專利摘要本實用新型公開了一種雙極化微帶陣列天線。它包括微帶基板、阻抗變換網絡單元、輻射單元、第一饋電點、第二饋電點、輻射層；4個輻射單元通過阻抗變換網絡連接成菱形後貼置於微帶基板上，構成輻射層，兩兩輻射單元經阻抗變換網絡單元與第一饋電點、第二饋電點連接。本實用新型採用±45度雙極化陣列天線技術，並且微帶基板使用聚四氟乙烯材料，具有增益高，損耗低，成本低，交叉極化特性和輻射特性好，結構簡單，便於集成，滿足無線區域網通信的要求。
文檔編號H01Q21/24GK201549593SQ20092019918
公開日2010年8月11日 申請日期2009年10月22日 優先權日2009年10月22日
發明者李九生, 梁林高, 蔣利軍, 趙曉麗, 鍾楷 申請人:海寧勝百信息科技有限公司