專利名稱：圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微帶天線，特別是一種共形在圓錐載體表面的圓錐共形全 向雙頻微帶天線陣列。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代通信、軍事技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)載、星載、彈載及各類通信和遙 測遙控系統(tǒng)所需要的電子組件部件向著短、小、輕、薄、高可靠的方向快速發(fā) 展，在性能方面，迫切需要電磁兼容性好、不易受電子干擾、雷達(dá)散射截面
RCS(Radar Cross Section)小,具有隱身/反隱身特性的高性能陣列天線。共形微帶 天線具有剖面低、重量輕、體積小、雷達(dá)散射截面小、易于實現(xiàn)共形等一系列 優(yōu)點，因此近年來日益受到重視。
常用的一類微帶天線是在一個薄介質(zhì)基片，如聚四氟乙烯材料上， 一面附 上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕等方法作出一定形狀的金屬貼片， 利用微帶線和軸線探針對貼片饋電，這就構(gòu)成了微帶天線。
彈載天線，出于空氣動力學(xué)的考慮，往往需要與彈載體共形，同時由于其 使用環(huán)境的特殊性，又往往需要共形在彈載體錐部即需要將天線共形在圓錐體 表面。但由于圓錐面幾何形狀相對復(fù)雜、因此設(shè)計難度較大。另外彈載共形天 線一般需要全向性，以保證彈載體在旋轉(zhuǎn)飛行狀態(tài)下不影響信號的傳輸。而全 向性天線的設(shè)計需要仔細(xì)考慮天線單元的排列，使得天線方向圖的全向性覆蓋
4得到滿足。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，雙頻的工作模式的需求日益迫切。對彈載的 共形天線也有同樣的需求。但是如何在彈載體表面有限的尺寸上實現(xiàn)雙頻工作 則是一個技術(shù)難點。常用的雙頻陣列實現(xiàn)方案有兩個， 一種是天線單元本身是 雙頻工作，這種方案的優(yōu)點在于天線的尺寸小，只要單個天線的面積就可以實 現(xiàn)兩個頻段工作，但缺點在于兩個頻段很難控制，設(shè)計難度大。另一種方案是 將兩個頻段的天線陣列分別設(shè)計，然后將兩個陣列靠近放置實現(xiàn)雙頻工作，這 種方案的優(yōu)點在于天線設(shè)計簡單，只需要考慮單個陣列的設(shè)計，但缺點在于天 線陣列占用的面積較大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的在于針對圓錐體這一幾何結(jié)構(gòu)，提供一種共形在其表面 的雙頻工作的圓錐共形全向微帶天線陣列。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
本發(fā)明專利是這樣實現(xiàn)的 一種圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，包括兩 種微帶天線陣列， 一種微帶天線陣列對應(yīng)于一種頻率，并且呈上下放置并共形 在圓錐載體表面，其中諧振頻率高的微帶天線陣列放置在圓錐載體周長較短的 部分，而相應(yīng)的諧振頻率低的微帶天線陣列放置在圓錐載體周長較長的部分。 每種微帶天線陣列由若干微帶天線單元通過微帶饋線并聯(lián)饋電連接，微帶天線 單元在圓錐載體的圓周上均勻分布。其微帶天線單元為梯形，由位于梯形底邊 的微帶線輻射邊饋電，同時微帶天線單元上通過開設(shè)窗口以減小微帶天線單元 貼片的尺寸，微帶天線單元貼片為線極化工作。
一種圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，圍繞圓錐載體的圓錐體表面設(shè)有呈
上下設(shè)置并與圓錐載體共形的高頻微帶天線陣列和低頻微帶天線陣列，所述高
頻微帶天線陣列靠近圓錐載體錐頂端，低頻微帶天線陣列設(shè)置在高頻微帶天線陣列下方；高頻微帶天線陣列由若干個并聯(lián)饋電連接的高頻微帶天線單元組 成，低頻微帶天線陣列由若干個并聯(lián)饋電連接的低頻微帶天線單元組成。 所述高頻微帶天線單元通過高頻微帶饋線并聯(lián)連接。
所述高頻微帶天線單元為梯形，梯形的上下底邊為圓弧，在梯形底邊設(shè)有 向外突出的高頻微帶天線輸入口 ，高頻微帶天線輸入口與高頻微帶饋線電性連 接。
所述高頻微帶天線單元的梯形的兩腰均設(shè)有高頻微帶天線縫隙，高頻微帶 天線縫隙為缺口狀的窗口。
所述高頻微帶天線單元由依次壓合的接地板、介質(zhì)基片和高頻微帶貼片組 成，高頻微帶貼片的梯形底邊向外延伸出高頻微帶天線輸入口。
所述低頻微帶天線單元通過低頻微帶饋線并聯(lián)連接。
所述低頻微帶天線單元為梯形，梯形的上下底邊為圓弧，在梯形底邊設(shè)有 向外突出的低頻微帶天線輸入口 ，低頻微帶天線輸入口與低頻微帶饋線電性連 接。
所述低頻微帶天線單元的梯形的兩腰均設(shè)有低頻微帶天線縫隙，低頻微帶 天線縫隙為缺口狀的窗口。
所述低頻微帶天線單元由依次壓合的接地板、介質(zhì)基片和低頻微帶貼片組 成，低頻微帶貼片的梯形底邊向外延伸出低頻微帶天線輸入口 。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點為-
1) 在圓錐載體這一幾何結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了微帶天線的共形，以及全向性的天線 波束覆蓋；
2) 在微帶天線單元的非輻射邊開設(shè)縫隙，減小微帶天線單元的尺寸以滿足圓錐載體軸線尺寸的要求；
3) 采用兩種不同諧振頻率的微帶天線陣列上下共形放置在圓錐載體表面以 滿足雙頻的工作要求；
4) 微帶天線單元所用的材料為易彎曲的微波材料，優(yōu)點是在共形后不易 折斷和出現(xiàn)裂縫。
圖1為本發(fā)明的圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的高頻微帶天線單元的俯視圖。
圖3為本發(fā)明的高頻微帶天線單元的壓層結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
圖4為本發(fā)明的低頻微帶天線單元的俯視圖。
圖5為本發(fā)明的高頻微帶天線單元的壓層結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
圖6為本發(fā)明的實施例的微帶天線陣列平面展開圖。
圖7為本發(fā)明的實施例的高頻微帶天線陣列的反射系數(shù)仿真圖。
圖8為本發(fā)明的實施例的低頻微帶天線陣列的反射系數(shù)仿真圖。
圖中l(wèi)為圓錐載體、2為高頻微帶天線陣列、3為高頻微帶饋線、4為低 頻微帶天線陣列、5為低頻微帶饋線、6為高頻微帶天線單元、60為高頻微帶 天線縫隙、7為高頻微帶天線輸入口、 8為接地板、9為介質(zhì)基片、IO為高頻 微帶貼片、ll為低頻微帶天線單元、110為低頻微帶天線縫隙、12為低頻微帶 天線輸入口、 13為接地板、14為介質(zhì)基片、15為低頻微帶貼片。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
結(jié)合圖1、圖6， 一種圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，圍繞圓錐載體1 的圓錐體表面設(shè)有呈上下設(shè)置并與圓錐載體1共形的高頻微帶天線陣列2和低頻微帶天線陣列4，所述高頻微帶天線陣列2靠近圓錐載體1錐頂端，低頻微 帶天線陣列4設(shè)置在高頻微帶天線陣列2下方；高頻微帶天線陣列2由若干個 并聯(lián)饋電連接的高頻微帶天線單元6組成，低頻微帶天線陣列4由若干個并聯(lián) 饋電連接的低頻微帶天線單元11組成。
高頻微帶天線單元6通過高頻微帶饋線3并聯(lián)連接。低頻微帶天線單元11 通過低頻微帶饋線5并聯(lián)連接。
如圖2，高頻微帶天線單元6為梯形，梯形的上下底邊為圓弧，在梯形底 邊設(shè)有向外突出的高頻微帶天線輸入口 7，高頻微帶天線輸入口 7彎折后與高 頻微帶饋線3電性連接。
高頻微帶天線單元6的梯形的兩腰均設(shè)有高頻微帶天線縫隙60,高頻微帶 天線縫隙60為缺口狀的窗口。高頻微帶天線單元6的梯形的底邊為輻射邊通 過高頻微帶饋線3饋電并聯(lián)連接，并在非輻射邊，即梯形的兩腰各開設(shè)高頻微 帶天線縫隙60以減小高頻微帶天線單元6的尺寸，高頻微帶天線輸入口 7為 高頻微帶天線單元6的饋電口，高頻微帶天線單元6左右對稱。
如圖3，高頻微帶天線單元6由依次壓合為整體的接地板8、介質(zhì)基片9 和高頻微帶貼片IO組成，高頻微帶貼片10的梯形底邊向外延伸出高頻微帶天 線輸入口 7，接地板8與高頻微帶貼片10可通過蝕刻工藝獲得，介質(zhì)基片9 可為聚四氟乙烯高頻材料，并且該介質(zhì)基片9為微波材料，具有易彎曲的特性。
如圖4，低頻微帶天線單元ll為梯形，梯形的上下底邊為圓弧，在梯形底 邊設(shè)有向外突出的低頻微帶天線輸入口 12，低頻微帶天線輸入口 12彎折后與 低頻微帶饋線5電性連接。 低頻微帶天線單元11的梯形的兩腰均設(shè)有低頻微帶天線縫隙110,低頻微帶天線縫隙110為缺口狀的窗口。
低頻微帶天線單元11由依次壓合的接地板13、介質(zhì)基片14和低頻微帶貼 片15組成，高頻微帶貼片15的梯形底邊向外延伸出低頻微帶天線輸入口 12。
低頻微帶天線單元11的梯形的底邊為輻射邊通過低頻微帶饋線5饋電并 聯(lián)連接，并在非輻射邊，即梯形的兩腰各開設(shè)兩條低頻微帶天線縫隙110以減 小低頻微帶天線單元11的尺寸，低頻微帶天線輸入口 12為低頻微帶天線單元 U的饋電口，低頻微帶天線單元11左右對稱。
如圖5，低頻微帶天線單元11由依次壓合為整體的接地板13、介質(zhì)基片 14和低頻微帶貼片15組成，低頻微帶貼片15的梯形底邊向外延伸出低頻微帶 天線輸入口 12，接地板13與低頻微帶貼片15可通過蝕刻工藝獲得，介質(zhì)基片 14可為聚四氟乙烯高頻材料壓層，并且該介質(zhì)基片14為微波材料，具有易彎 曲的特性。
通過改變介質(zhì)基片9和介質(zhì)基片14的厚度、介電常數(shù)，高頻微帶貼片10、 低頻微帶貼片15的尺寸等，就可改變調(diào)整微帶傳輸線上的波形，以滿足實際 使用需要。高頻微帶天線單元6與低頻微帶天線單元11采用線極化方式工作。
如圖6所示，高頻微帶天線陣列2和低頻微帶天線陣列4呈上下放置，通 過高頻微帶饋線3和低頻微帶饋線5分別給兩個陣列饋電。其中圖7、圖8分 別為高、低頻天線陣列對應(yīng)的反射系數(shù)圖。
9
權(quán)利要求
1、一種圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是圍繞圓錐載體(1)的圓錐體表面設(shè)有呈上下設(shè)置并與圓錐載體(1)共形的高頻微帶天線陣列(2)和低頻微帶天線陣列(4)，所述高頻微帶天線陣列(2)靠近圓錐載體(1)錐頂端，低頻微帶天線陣列(4)設(shè)置在高頻微帶天線陣列(2)下方；高頻微帶天線陣列(2)由若干個并聯(lián)饋電連接的高頻微帶天線單元(6)組成，低頻微帶天線陣列(4)由若干個并聯(lián)饋電連接的低頻微帶天線單元(11)組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是所述高 頻微帶天線單元(6)通過高頻微帶饋線(3)并聯(lián)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是所述高 頻微帶天線單元(6)為梯形，梯形的上下底邊為圓弧，在梯形底邊設(shè)有向外 突出的高頻微帶天線輸入口 (7)，高頻微帶天線輸入口 (7)與高頻微帶饋線(3)電性連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是所述高 頻微帶天線單元(6)的梯形的兩腰均設(shè)有高頻微帶天線縫隙(60)，高頻微帶 天線縫隙(60)為缺口狀的窗口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是所述高 頻微帶天線單元(6)由依次壓合的接地板(8)、介質(zhì)基片(9)和高頻微帶貼 片(10)組成，高頻微帶貼片(10)的梯形底邊向外延伸出高頻微帶天線輸入 口 (7)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是所述低頻微帶天線單元(11)通過低頻微帶饋線(5)并聯(lián)連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是所述低 頻微帶天線單元(11)為梯形，梯形的上下底邊為圓弧，在梯形底邊設(shè)有向外 突出的低頻微帶天線輸入口 (12)，低頻微帶天線輸入口 (12)與低頻微帶饋 線(5)電性連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是所述低 頻微帶天線單元(11)的梯形的兩腰均設(shè)有低頻微帶天線縫隙(110)，低頻微 帶天線縫隙(110)為缺口狀的窗口。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是所述低 頻微帶天線單元(11)由依次壓合的接地板(13)、介質(zhì)基片(14)和低頻微 帶貼片(15)組成，低頻微帶貼片(15)的梯形底邊向外延伸出低頻微帶天線 輸入口 (12)。
全文摘要
一種圓錐共形全向雙頻微帶天線陣列，其特征是圍繞圓錐載體(1)的圓錐體表面設(shè)有呈上下設(shè)置并與圓錐載體(1)共形的高頻微帶天線陣列(2)和低頻微帶天線陣列(4)，所述高頻微帶天線陣列(2)靠近圓錐載體(1)錐頂端，低頻微帶天線陣列(4)設(shè)置在高頻微帶天線陣列(2)下方；高頻微帶天線陣列(2)由若干個并聯(lián)饋電連接的高頻微帶天線單元(6)組成，低頻微帶天線陣列(4)由若干個并聯(lián)饋電連接的低頻微帶天線單元(11)組成。本發(fā)明在圓錐載體這一幾何結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了微帶天線的共形，以及全向性的天線波束覆蓋，并在微帶天線單元的非輻射邊開設(shè)縫隙，減小微帶天線單元的尺寸以滿足圓錐載體軸線尺寸的要求。
文檔編號H01Q13/08GK101621158SQ20091018442
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者畏 吳, 昊 王 申請人:南京伏歐安電子技術(shù)有限公司