一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法与流程

专利检索2026-02-26  3


本发明属于天线,具体的说是一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法。


背景技术:

1、随着应急通信的发展,对天线的尺寸和重量要求越来越苛刻,以适应便携的需要;这就需要天线的厚度越来越薄,同时天线的效率不随厚度的减薄而降低。目前对于随着应急通信天线有两种方式:一种是采用抛物面形式;另一种是采用波导喇叭阵形式。前者的的主要问题是展开体积比较大,展开时间长,微波元器件没办法与其一起集成化;后者的主要问题是天线很厚,很重,而且价格比较昂贵,也不适合大规模推广。

2、近年来,一种新的波导+微带出现了,其优点是大幅度减薄了天线的厚度,天线的重量也大幅度下降,适合便携的需要,缺点是天线的辐射效率太低,很多情况下应用受限制。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是,针对以上现有技术存在的缺点,提供一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,通过在耦合线两侧的介质板上开槽,改变耦合线的阻抗,在总输出微带线上进行加载,以及在微带线与耦合线连接处,波导腔的深度变窄等措施,并且在输出波导腔上进行加载,大幅度提高了天线的增益。

2、本发明解决以上技术问题的技术方案是:一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,具体包括以下步骤:

3、(1)对耦合线的阻抗进行优化,保证耦合微带线与其所在的耦合波导良好的匹配;

4、(2)在耦合微带线以微波介质板为衬底的介质板上,将耦合微带线的两侧分别设计有挖空的条形槽;

5、(3)对总输出微带线某处要进行线路变宽加载,并且将总输出微带线要伸入到对应的输出波导腔里;

6、(4)在该天线中辐射波导板,发射波导板以及接收波导板三个波导板其中的两个波导板中设置有波导腔,并且控制波导腔的深度,且腔体均把对应的多路合成微带电路包裹在里头;

7、(5)发射和接收波导板上各自有一个标准的输出波导口,分别将总输出微带线耦合到对应标准波导口中,并且输出微带线所在位置对应的那一节波导上设置有过渡腔体,并控制该过渡腔体的宽边尺寸a以及窄边尺寸b;

8、(6)在输出波导口的侧壁中线上有一小节做凸起设计,控制凸起的长度a1、宽度b1、凸起的高度c1,以及凸起处与总输出微带线的相对距离d1,

9、(7)在发射背后的2个标准的输出波导口各自接一个tr,并且改变其中一个tr的相位φ。

10、本发明进一步限定方案:

11、优选的,所述(1)中耦合线的阻抗的为25ω-200ω。

12、优选的,所述(2)中将耦合微带线的两侧分别设计有挖空的条形槽,其条形槽的外形不超出对应的耦合腔,耦合微带线下方的介质板宽度只保留2-3mm。

13、优选的,所述(3)中对总输出微带线某处要进行线路变宽加载,具体为将加载微带线的长度设置为x,宽度为y,其中心距离总输出微带线末端为 z,其加载的长度x为中心频率所对应波长的1/18∽1/20,宽度y为总输出微带线线路宽度的1.4-1.6倍,加载的中心位置距总输出微带线末端距离z为中心频率所对应波长的1/10。

14、优选的,所述(4)中接收波导腔的深度为1.5-2mm,,发射波导腔的深度为1.5-2mm。

15、优选的,所述(5)过渡腔体的宽边尺寸a为0.5mm-2mm,窄边尺寸b为0.5mm-2mm。

16、优选的,所述(6)中a1为(1/6λ∽1/7λ),b1为(1/30λ∽1/32λ),c1为(0.5mm∽0.6mm),d1为(1/35λ∽1/40λ),λ为天线的工作频率在空气中的波长。

17、本发明的有益效果是:本发明通过在耦合线两侧的介质板上开槽,改变耦合线的阻抗,在总输出微带线上进行加载,以及在微带线与耦合线连接处,波导腔的深度变窄等措施,并且在输出波导腔上进行加载,大幅度提高了天线的增益,同时天线阵的两个波导腔直接与两个tr相连,通过改变这两个tr各自的相位,可以分别得到左旋园极化和右选园极化。



技术特征:

1.一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,其特征在于:具体包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,其特征在于:所述(1)中耦合线的阻抗的为25ω-200ω。

3.根据权利要求1所述的一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,其特征在于:所述(2)中将耦合微带线的两侧分别设计有挖空的条形槽,其条形槽的外形不超出对应的耦合腔,耦合微带线下方的介质板宽度只保留2-3mm。

4.根据权利要求1所述的一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,其特征在于:所述(3)中对总输出微带线某处要进行线路变宽加载,具体为将加载微带线的长度设置为x,宽度为y,其中心距离总输出微带线末端为 z,其加载的长度x为中心频率所对应波长的1/18∽1/20,宽度y为总输出微带线线路宽度的1.4-1.6倍,加载的中心位置距总输出微带线末端距离z为中心频率所对应波长的1/10。

5.根据权利要求1所述的一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,其特征在于:所述(4)中接收波导腔的深度为1.5-2mm,,发射波导腔的深度为1.5-2mm。

6.根据权利要求1所述的一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,其特征在于:所述(5)过渡腔体的宽边尺寸a为0.5mm-2mm,窄边尺寸b为0.5mm-2mm。

7.根据权利要求1所述的一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,其特征在于:所述(6)中a1为(1/6λ∽1/7λ),b1为(1/30λ∽1/32λ),c1为(0.5mm∽0.6mm),d1为(1/35λ∽1/40λ),λ为天线的工作频率在空气中的波长。


技术总结
本发明公开了一种改进型低剖面的园极化阵列天线设计方法,通过在耦合线两侧的介质板上开槽,改变耦合线的阻抗,在总输出微带线上进行加载,以及在微带线与耦合线连接处,波导腔的深度变窄等措施,并且在输出波导腔上进行加载,大幅度提高了天线的增益,同时天线阵的两个波导腔直接与两个TR相连,通过改变这两个TR各自的相位,可以分别得到左旋园极化和右选园极化。

技术研发人员:张建,张天炜
受保护的技术使用者:浙江星际通微波技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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