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专利号: 2021100351756
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.宽带低剖面背射圆极化天线,其特征在于:包括天线辐射组件、反射器组件、天线馈电组件;

所述天线辐射组件包括由四个结构相同的辐射单元(1)组成的圆极化子阵和上层介质基片(4),用于辐射信号;

所述反射器组件包括位于辐射单元正上方的无盖金属盒子(2)和尼龙支架(3),用于反射天线组件辐射的信号;

所述天线馈电组件包括下层介质基片(5)、印刷在下层介质基片下表面的一个输出四路等幅度、等90°相位差信号的功分器(6),以及贯穿第一层介质基片与第二层介质基片将功分器四个输出端与四个辐射单元分别连接起来的四个铜柱(7),用于对四个辐射单元(1)进行馈电。

2.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线,其特征在于:所述辐射单元(1)为η型;

当将η型辐射单元在特定尺寸的上层介质基片(4)的某一位置时,其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片(4)下表面金属层的吸引后形成电磁波绕射,同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射,使其向下辐射的特性得到进一步增强,形成背射。

3.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线,其特征在于:所述四个结构相同的辐射单元(1)为η型,包括第一垂直结构(101)、水平结构(102)和第二垂直结构(103),材质为铜。

4.根据权利要求3所述的宽带低剖面背射圆极化天线,其特征在于:所述第一垂直结构(101)垂直于上层介质基片,形状为梯形体,其设计尺寸为:第一垂直结构下边长为W1,第一垂直结构上边长为W2,第一垂直结构高度为H3,第一垂直结构厚度为T1;

所述水平结构(102)平行于上层介质基片,形状为梯形体,其设计尺寸为:水平结构下边长为W2,水平结构上边长为W3,水平结构高度为H4,水平结构厚度为T1;

所述第二垂直结构(103)形状为长方体,与水平结构夹角为α,其设计尺寸为:第二垂直结构下边长为W3,第二垂直结构上边长为W4,第二垂直结构高度为H5,第二垂直结构厚度为T1;

所述四个结构相同的辐射单元(1)依次按90°旋转排列形成圆极化子阵,且各个单元的馈电位置与正前方介质板边缘的垂直距离均为L2;

所述上层介质基片(4)的材质为F4BME320,介电常数为3.2,尺寸为L1×L1×H1,其上表面无金属覆盖,下表面有金属覆盖且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为

1.4mm的隔离孔(11),在四个辐射单元馈电位置处均有一个直径为1mm的贯穿孔(9),在上层介质基片中心有一个孔径为3mm,孔深为1.5mm的定位孔(8)。

5.根据权利要求4所述的宽带低剖面背射圆极化天线,其特征在于:所述无盖金属盒子(2)尺寸为:L3×L3×H6,且中心有一个直径为2.6mm的定位孔(10)。

6.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线,其特征在于:所述尼龙支架(3)的材质为尼龙1010,介电常数为1.6,结构为哑铃型,包括第一法兰盘(301)、尼龙柱(302)和第二法兰盘(303);

第一法兰盘(301)和第二法兰盘(303)的直径均为R1,第一法兰盘(301)下表面中心位置与第二法兰盘(303)上表面中心位置之间间距为H7。

7.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线,其特征在于:所述下层介质基片(5)的材质为TRF45,介电常数为4.5,尺寸为L1×L1×H2,上表面有金属覆盖且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为1.4mm的隔离孔(11),下表面为功分器(6)走线,且在四个辐射单元馈电位置处均有一个直径为1mm的贯穿孔(9)。

8.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线,其特征在于:所述功分器(6)印刷于下层介质基片的下表面,功分器(6)的四个输出端,即输出端一(601)、输出端二(602)、输出端三(603)和输出端四(604),输出四路等幅度和等90°相位差的信号。

9.根据权利要求8所述的宽带低剖面背射圆极化天线,其特征在于:所述四个铜柱(7)贯穿上层介质基片与下层介质基片,直径为0.6mm,贯穿上下两层介质基片,将功分器的四个输出端与四个辐射单元对应连接起来,对其进行馈电。

10.基于权利要求1~9中任一项所述天线的背射方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

S1:将辐射单元(1)设计为η型;

S2:将上层介质基片(4)设计为一定尺寸;

S3:将η型的辐射单元(1)趋向于介质基片边缘一定位置放置,辐射单元馈电位置距离正前方介质板边缘的距离满足为某一特定范围值,η型辐射单元的辐射效果接近于水平放置的偶极子,将η型辐射单元放置在特定尺寸的上层介质基片(4)的一定位置时,其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片下表面金属层的吸引形成电磁波绕射,同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射,增强向下辐射的方向性,形成背射。