空饋微波天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及提供一種空饋微波天線，包括：底板、以及安裝于所述底板上的極化層，所述底板上設有變極化層，所述變極化層與所述極化層相對設置，所述變極化層和所述極化層之間構成反射區，所述底板上還設有饋源組件，所述饋源組件具有輻射口，所述輻射口朝向所述極化層。饋源組件從輻射口向極化層發出的電磁波與極化層的截止極化相同，被極化層反射，被極化層反射的電磁波到達變極化層，電磁波被變極化層反射，被變極化層反射后的電磁波與極化層的透過極化相同，此時，電磁波穿透極化層從空饋微波天線射出。由于電磁波被約束在變極化層和極化層之間的反射區內，在小口徑情況下實現更優的輻射包絡，達到高性能或超高性能的要求。
【專利說明】
空饋微波天線
技術領域
[0001] 本實用新型屬于電子通訊領域，具體涉及一種空饋微波天線。
【背景技術】
[0002] 無線電通信常采用天線發射通信信號，隨著通信需求的增長，由微波天線組成的 點對點或點對多點的通信網絡越來越密集，微波系統之間產生互相干擾的潛在風險越來越 大，為了區別天線的電性能等級以為不同應用場合選用天線做參考，一些國際和地區的相 關機構根據天線的增益和福射方向圖包絡(Radiation Pattern Envelope，RPE)制定了相 應的等級標準，例如歐洲標準ETSI EN 302 217和美國標準US FCC PartlOl等。在實際工程 中也常用標準性能（Standard Performance)、高性能（High Performance)和超高性能 (Ultra-high Performance)等稱謂來表征天線的性能等級。對于小口徑微波天線，尤其是 0.45米口徑的天線而言，其輻射包絡受輻射口徑/體積的限制，包絡通常較差，輻射性能不 優，不能達到高性能或超高性能的要求。 【實用新型內容】
[0003] 基于此，本實用新型在于克服現有技術的缺陷，提供一種空饋微波天線，該天線輻 射性能好，可以達到高性能或超高性能的要求。
[0004] 其技術方案如下：
[0005] -種空饋微波天線，包括:底板、以及安裝于所述底板上的極化層，所述底板上設 有變極化層，所述變極化層與所述極化層相對設置，所述變極化層和所述極化層之間構成 反射區，所述底板上還設有饋源組件，所述饋源組件具有輻射口，所述輻射口朝向所述極化 層。
[0006] 在其中一個實施例中，所述底板整體為板狀，所述極化層為碗狀，所述極化層碗口 朝向底板設置于所述底板上。
[0007] 在其中一個實施例中，還包括有外罩;所述極化層為極化柵，所述外罩安裝于所述 底板上，所述極化柵設于所述外罩和所述底板之間；或者，所述極化層嵌設于所述外罩內； 或者，極化材料被電鍍或噴涂于所述外罩的壁面上，構成所述極化層。
[0008] 在其中一個實施例中，所述極化柵的邊沿設有圍邊，圍邊位于極化柵和變極化層 之間，所述圍邊的高度小于或等于空饋微波天線的工作波長。
[0009] 在其中一個實施例中，所述極化柵滿足:饋源組件從輻射口發射的電磁波經所述 極化柵的凹部的內壁反射后，垂直入射變極化層。
[0010]在其中一個實施例中，所述底板上還設有扼流套筒，所述扼流套筒套設于所述饋 源組件外，所述扼流套筒與所述饋源組件之間設有扼流間隙。
[0011]在其中一個實施例中，所述底板上設有變極化柵作為所述變極化層;或者，所述底 板上設有PCB板作為所述變極化層，所述PCB板上設置有變極化元件，變極化元件排列為陣 列;或者，所述底板上設有變極化板作為所述變極化層，所述變極化板面向所述極化層的一 側設有至少兩個陣列布置的凸棱或凹槽。
[0012] 本實用新型的有益效果在于：
[0013] 空饋微波天線包括相對接的底板和極化層，饋源組件從輻射口向極化層發出電磁 波，此時的電磁波與極化層的截止極化相同，電磁波被極化層反射，被極化層反射的電磁波 到達變極化層，電磁波被變極化層反射，電磁波被變極化層反射的過程中，電磁波的極化特 性也被變極化層改變，被變極化層反射后的電磁波與極化層的透過極化相同，此時，電磁波 穿透極化層從空饋微波天線射出。由于電磁波在射出空饋微波天線之前被約束在變極化層 和極化層之間的反射區內，在小口徑情況下實現更優的輻射包絡，達到高性能或超高性能 的要求。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型實施例的空饋微波天線的拆解圖一；
[0015] 圖2為本實用新型實施例的空饋微波天線的拆解圖二；
[0016] 圖3為本實用新型實施例的空饋微波天線的剖視圖；
[0017] 圖4為本實用新型實施例的空饋微波天線的結構示意圖；
[0018] 圖5為本實用新型實施例的空饋微波天線中PCB板的結構示意圖；
[0019] 圖6為本實用新型實施例的空饋微波天線中變極化板的結構示意圖。
[0020] 附圖標記說明：
[0021] 110、極化層，111、圍邊，120、外罩，210、變極化層，220、底板，230、PCB板，231、變極 化元件，240、變極化板，241、凹槽，242、凸棱，300、饋源組件，400、扼流套筒。
【具體實施方式】
[0022] 下面對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0023] 如圖1至4所示，空饋微波天線包括:相對接的底板220和極化層110,底板220上設 有變極化層210,變極化層210與極化層110相對設置，變極化層210和極化層110之間構成反 射區，底板220上還設有饋源組件300,饋源組件300具有輻射口，輻射口朝向極化層110。饋 源組件300從輻射口向極化層110發出電磁波，此時的電磁波與極化層110的截止極化相同， 因此電磁波被極化層110反射，被極化層110反射的電磁波到達變極化層210，電磁波被變極 化層210反射，電磁波被變極化層210反射的過程中，電磁波的極化特性也被變極化層210改 變，即被變極化層210反射后的電磁波與極化層110的透過極化相同，此時，電磁波穿透極化 層110從空饋微波天線射出。由于電磁波在射出空饋微波天線之前被約束在變極化層210和 極化層110之間的反射區內，在小口徑情況下實現更優的輻射包絡，達到高性能或超高性能 的要求。饋源組件300可以是圓形波導、矩形波導、或者方形波導饋電。
[0024]底板220整體為板狀，極化層110為碗狀，極化層110碗口朝向底板220設置于底板 220上，極化層110與變極化層210之間構成反射區，變極化層210設置在設置有極化層110的 底板220的一面，底板220的另一面為平面，易于將機箱/數字微波收發信機等設備與空饋微 波天線集成。
[0025]空饋微波天線還包括有外罩120,外罩120與極化層110共形;極化層110為極化柵， 外罩120安裝于底板220上，極化柵設于外罩120和底板220之間。外罩120的曲面形狀與極化 層110類似，極化層110的內表面為類拋物型的曲面，其曲面距離變極化層210的最大高度H 滿足：
[0027] 其中，D為空饋微波天線的口徑，Θ為饋源半照射角。
[0028] D為空饋微波天線的口徑即碗狀極化層110碗口的直徑，饋源半照射角Θ為饋源組 件300發出的照射至極化柵邊沿的電磁波與變極化層210的垂線之間的角度，如圖所示，選 擇饋源半照射角Θ為85~95°范圍，可以保證設計的天線整體剖面最優。本實施例中，極化層 110為極化柵，不限于本實施例，極化層110也可以是嵌設于外罩120內，例如在外罩120成型 過程中通過添加金屬嵌件實現;或者，極化材料被電鍍或噴涂于外罩120的壁面上(外罩120 為碗狀，極化材料優選設置在外罩120靠近變極化層210的壁面上），構成極化層110,其中， 極化材料可以是能夠反射從輻射口射出的電磁波，且能夠讓被變極化層210反射后的電磁 波通過的其它高導電或全反射特性的材料，其相關參數的設定可以通過HFSS(高頻結構仿 真軟件）、CST(三維電磁場仿真軟件）、FEK0(三維全波電磁仿真軟件)等全波仿真軟件確定。 [0029]外罩120由透波材料制成，饋源組件300發出的電磁波可以穿透外罩120。極化柵的 邊沿設有圍邊111，圍邊111位于極化柵和變極化層210之間，圍邊111的高度小于或等于空 饋微波天線的工作波長。圍邊111利于實現更優的輻射包絡。
[0030] 極化柵為類拋物面曲面，滿足:饋源組件300從輻射口發射的電磁波經極化柵的凹 部的內壁反射后，垂直入射變極化層210。此時，經由極化層110反射的電磁波已經是平行波 束，所以變極化層210僅需實現變極化即可，無需補償路徑相位差，相比于傳統折疊反射陣 天線的反射陣面既要實現變極化又要補償路徑相位差，本實施例提供的空饋微波天線設計 更為簡單，也容易加工。
[0031] 如圖4所示，底板220上還設有扼流套筒400,扼流套筒400套設于饋源組件300外， 扼流套筒400與饋源組件300之間設有扼流間隙，可以通過HFSS、CST、FEKO等全波仿真軟件 確定具體參數。扼流套筒400起到扼制電磁波橫向傳播的作用，減小從輻射口發出的電磁波 對變極化層210產生的影響。
[0032] 本實施例中，底板220上面向所述極化層110的一側設有變極化柵作為變極化層 210。但不限于本實施例，也可以是，如圖5所示，底板220上設有PCB(Printed Circuit Board，印制電路板)工藝實現的PCB板230作為變極化層210，PCB板230上通過貼片工藝設置 有變極化元件231，變極化元件231排列為陣列；或者，如圖6所示，底板220上設有變極化板 240為變極化層210,變極化板240面向極化層110的一側設有機械加工工藝實現的至少兩個 陣列布置的凹槽241或凸棱242。具體的結構形式可以根據具體需要選擇。
[0033] 以上實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例 中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛 盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0034] 以上實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人 員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實 用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1. 一種空饋微波天線，其特征在于，包括:底板、以及安裝于所述底板上的極化層，所述 底板上設有變極化層，所述變極化層與所述極化層相對設置，所述變極化層和所述極化層 之間構成反射區，所述底板上還設有饋源組件，所述饋源組件具有輻射口，所述輻射口朝向 所述極化層。2. 根據權利要求1所述的空饋微波天線，其特征在于，所述底板整體為板狀，所述極化 層為碗狀，所述極化層碗口朝向底板設置于所述底板上。3. 根據權利要求1所述的空饋微波天線，其特征在于，還包括有外罩； 所述極化層為極化柵，所述外罩安裝于所述底板上，所述極化柵設于所述外罩和所述 底板之間；或者，所述極化層嵌設于所述外罩內；或者，極化材料被電鍍或噴涂于所述外罩 的壁面上，構成所述極化層。4. 根據權利要求3所述的空饋微波天線，其特征在于，所述極化柵的邊沿設有圍邊，圍 邊位于極化柵和變極化層之間，所述圍邊的高度小于或等于空饋微波天線的工作波長。5. 根據權利要求3所述的空饋微波天線，其特征在于，所述極化柵滿足:饋源組件從輻 射口發射的電磁波經所述極化柵的凹部的內壁反射后，垂直入射變極化層。6. 根據權利要求1至5任一項所述的空饋微波天線，其特征在于，所述底板上還設有扼 流套筒，所述扼流套筒套設于所述饋源組件外，所述扼流套筒與所述饋源組件之間設有扼 流間隙。7. 根據權利要求1至5任一項所述的空饋微波天線，其特征在于，所述底板上設有變極 化柵作為所述變極化層;或者，所述底板上設有PCB板作為所述變極化層，所述PCB板上設置 有變極化元件，變極化元件排列為陣列；或者，所述底板上設有變極化板作為所述變極化 層，所述變極化板面向所述極化層的一側設有至少兩個陣列布置的凸棱或凹槽。
【文檔編號】H01Q1/38GK205488532SQ201620257314
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月29日
【發明人】姜汝丹, 謝慶南, 羅輝, 于瑞濤
【申請人】京信通信系統（廣州）有限公司