專利名稱：一種共平面雙探針反相饋電的微帶天線的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于微波天線技術領域，涉及一種可使極化和方向圖特性上獲得優良的性能的微帶天線。
背景技術：
微帶天線有多種饋電方法，用于改善和提高微帶天線的性能，常見的微帶天線大多采用微帶線直接饋電、探針饋電、口徑耦合饋電等方法。探針饋電是獲得較寬工作帶寬的方法之一，因而受到廣泛的關注，針對探針饋電的技術研究也較多，展寬頻帶的措施基本上是采取附加電容使之與探針電感調諧來獲得更大的帶寬，如水滴形探針、L形探針在展寬微帶天線工作帶寬方面都取得了明顯的效果。但在展寬頻帶的同時由于探針饋電的非對稱性而使天線的極化純度較低，交叉極化特性較差、輻射方向圖的主瓣發生偏移，使其應用受到 了限制，因此，克服上述缺陷對寬帶微帶天線的推廣使用顯得十分必要。
實用新型內容技術問題本實用新型提供了一種可解決非對稱饋電結構對探針饋電微帶天線性能的影響，既有展寬工作帶寬的優點，又能克服一般L探針饋電天線極化純度低、輻射方向圖主瓣發生偏移等缺點的共平面雙探針反相饋電的微帶天線。本實用新型的共平面雙探針反相饋電的微帶天線可以滿足高性能的陣列天線對極化純度、帶寬及可集成性的要求。技術方案本實用新型的雙探針饋電的微帶天線，包括第一介質基片、第二介質基片和地平面，第一介質基片與地平面平行，第二介質基片垂直穿過地平面，第二介質基片的上端與第一介質基片的下表面相鄰；第一介質基片上設置有微帶貼片，第二介質基片上對稱設置有第一 L形探針條帶和第二 L形探針條帶，第一 L形探針條帶由平行于地平面的第一耦合激勵條帶和垂直于地平面的第一饋電條帶連接而成，第一 L形探針條帶和第二 L形探針條帶實現反向饋電。本實用新型中，第二介質基片與地平面的相交線將第二介質基片分割為上下兩個區域，在第二介質基片的位于相交線下側的區域上設置有一分二的微帶功率分配器，一分二的微帶功率分配器的一路直接與第一 L形探針的饋電條帶連接，另一路通過反相器與第二L形探針的饋電條帶連接。本實用新型的共平面雙探針反相饋電的微帶天線，用對稱放置并反相饋電的兩個L形探針激勵一個微帶貼片天線方法，使天線在極化和方向圖特性上獲得優良的性能。本實用新型的天線可應用于有源陣列、相控陣天線、MIMO等多種天線系統中。有益效果與現有技術相比，本實用新型具有如下優點I.與傳統的單L探針饋電的微帶天線相比,雙L探針反向饋電的微帶天線在保持寬帶特性的同時，獲得了較好的貼片上表面電流的一致性，從而提高了 L形探針饋電天線的極化純度，降低了天線的交叉極化電平。2.由于饋電的一致性及結構的對稱性，克服了單L探針饋電的天線E面方向圖主瓣方向偏移的缺點，使方向圖主向在寬帶內保持在貼片法線方向上。3.用PCB工藝將雙L形探針印刷在介質基片上，探針與饋電電路共面，使天線易于與收/發組件或射頻模塊的電路集成，特別適合用于有源相控陣或有源天線。另外，由于印刷探針自帶支撐結構，與其它需要附加支撐結構的L探針饋電的天線相比，本實用新型的天線不需要專門進行L探針裝配，安裝/拆卸更方便、更簡單。4.由于L形探針用PCB工藝印刷在介質板上，探針的饋電部分與耦合激勵部分共面，與一般的金屬導線或金屬板彎折形成的L形探針相比，具有加工精度高、一致性好、易于批量生產、制造成本低的優點。5. L形探針印刷在介質板上，介質板起到了支撐的作用，使L形探針不會因沖擊、振動發生變形、扭轉，克服了一般L探針易變形、損壞和位移的缺點，使天線性能穩定可靠。
圖I是本實用新型天線的主視結構圖；圖2是本實用新型天線的俯視結構圖；圖3是本實用新型微帶天線的立體結構圖；圖4是實施天線輸入端口 S參數測試結果；圖5是實施例天線輻射方向圖測試結果；圖6是另一實施例的天線結構圖。圖中有第一介質基片1，第二介質基片2，地平面3，微帶貼片4，第一 L形探針5，第一耦合激勵條帶51，第一饋電條帶52，第二 L形探針6，第二耦合激勵條帶61，第二饋電條帶62，饋電電路7，反相器8，第一同軸接頭P1，第二同軸接頭P2。圖中，a是輻射貼片寬度，b是輻射貼片的長度，H是微帶貼片與地平面的之間的距離，L1、L2分別是L形探針的激勵條帶和饋電條帶的長度，W是L形探針耦合激勵段的寬度。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。本實用新型的共平面雙探針反相饋電的微帶天線，包括第一介質基片I、第二介質基片2和地平面3，第一介質基片I與地平面3平行，第二介質基片2垂直穿過地平面3，第二介質基片2的上端與第一介質基片I的下表面相鄰；第二介質基片2的上端與第一介質基片I的下表面可以是直接連接，也可以是不直接連接而保持一定間距，只要滿足微帶貼片4和L形探針條帶的間距即可。第一介質基片I上設置有微帶貼片4，第二介質基片2上對稱設置有第一 L形探針條帶5和第二 L形探針條帶6，L形探針條帶5由平行于地平面3的第一耦合激勵條帶51和垂直于地平面3的第一饋電條帶52連接而成，第二介質基片2與地平面3的相交線將第二介質基片2分割為上下兩個區域，在第二介質基片2的位于相交線下側的區域上設置有一分二的微帶功率分配器7，一分二的微帶功率分配器7的一路直接與第一饋電條帶52連接,另一路接有反相器8,通過反相器8與第二饋電條帶62連接，以使相對放置的兩個L形探針條帶獲得反相激勵。本實施例中反相器8位于與第二 L形探針條帶62連接的支路上，在另一實施例中，一分二的微帶功率分配器7的一路直接與第二饋電條帶62連接,另一路通過反相器8與第二饋電條帶62連接。[0022]在本實施例中，第一介質基片I介電常數為2. 65，厚度為I毫米，第二介質基片2介電常數為2. 65，厚度為I毫米，設計并加工制作了一個工作于2. 5GHz的印刷雙L探針反相饋電的微帶天線，Ll=8, L2=18 mm, ff=4 mm, H=17 mm，貼片尺寸為a=39 mm, b=48 mm。經實際測試，得出天線的饋電端口的Sll在大于36%的相對帶寬內小于-10 dB，如圖5所示，對應的輸入電壓駐波比VSWR〈2。實測天線E面、H面輻射方向圖如圖6所示。本實用新型通過調節微帶貼片的尺寸a和b、微帶貼片與地平面的距離H、L形探針條帶的稱合激勵條帶的寬度W及饋電條帶的長度LI和激勵條帶的長度L2以及L形探針相對微帶貼片的位置可以使天線工作在需要的頻帶內并獲得相應的工作帶寬。圖6所示為另一實施例，其中，第一 L形探針5和第二 L形探針6分別由第一同軸接頭Pl和第二同軸接頭P2饋電，P1、P2饋電幅度相等，相位相差180度。 本實用新型中，第一 L形探針條帶5和第二 L形探針條帶6可以采用任何方式實現反向饋電，都可實現本實用新型目的，都在本實用新型的保護范圍內。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要結構。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的具體實施例，在不脫離本實用新型精神和原理的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由權利要求及其等效物界定。
權利要求1.一種共平面雙探針反相饋電的微帶天線，其特征在于，該天線包括第一介質基片(I)、第二介質基片(2)和地平面(3)，所述第一介質基片(I)與地平面(3)平行，所述第二介質基片(2 )垂直穿過地平面(3 )，第二介質基片(2 )的上端與第一介質基片(I)的下表面相鄰; 所述第一介質基片(I)上設置有微帶貼片(4)，所述第二介質基片(2)上對稱設置有第一 L形探針條帶(5)和第二 L形探針條帶(6)，所述第一 L形探針條帶(5)由平行于地平面(3 )的第一耦合激勵條帶(51)和垂直于地平面(3 )的第一饋電條帶(52 )連接而成，所述第一 L形探針條帶(5)和第二 L形探針條帶(6)實現反向饋電。
2.根據權利要求I所述的共平面雙探針反相饋電的微帶天線，其特征在于，所述的第二介質基片(2)與地平面(3)的相交線將第二介質基片(2)分割為上下兩個區域，在所述第二介質基片(2)的位于相交線下側的區域上設置有一分二的微帶功率分配器(7)，所述一分二的微帶功率分配器(7 )的一個支路直接與第一饋電條帶(52 )連接，另一個支路通過反相器(8)與第二饋電條帶(62)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種雙探針饋電的微帶天線，包括第一介質基片、第二介質基片和地平面，第一介質基片與地平面平行，第二介質基片垂直穿過地平面，第二介質基片的上端與第一介質基片的下表面相鄰；第一介質基片上設置有微帶貼片，第二介質基片上對稱設置有第一L形探針條帶和第二L形探針條帶，第一L形探針條帶由平行于地平面的第一耦合激勵條帶和垂直于地平面的第一饋電條帶連接而成，第二介質基片與地平面的相交線將第二介質基片分割為上下兩個區域，在第二介質基片的位于相交線下側的區域上設置有一分二的微帶功率分配器，一分二的微帶功率分配器的一路通過反相器與第一饋電條帶連接，另一路直接與第二饋電條帶連接。
文檔編號H01Q1/38GK202678523SQ20122020771
公開日2013年1月16日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者蒯振起, 盧杰, 朱曉維, 洪偉 申請人:東南大學