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(shè)有變極化層，所述變極化層與所述極化層相對設(shè)置，所述變極化層和所述極化層之間構(gòu)成反射區(qū)，所述底板上還設(shè)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(fā)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(qū)內(nèi)，在小口徑情況下實現(xiàn)更優(yōu)的輻射包絡(luò)，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(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于電子通訊領(lǐng)域，具體涉及一種空饋微波天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線電通信常采用天線發(fā)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(wǎng)絡(luò)越來越密集，微波系統(tǒng)之間產(chǎn)生互相干擾的潛在風險越來越 大，為了區(qū)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(qū)的相 關(guān)機構(gòu)根據(jù)天線的增益和福射方向圖包絡(luò)(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(luò)受輻射口徑/體積的限制，包絡(luò)通常較差，輻射性能不 優(yōu)，不能達到高性能或超高性能的要求。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 基于此，本實用新型在于克服現(xiàn)有技術(shù)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(shù)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(shè) 有變極化層，所述變極化層與所述極化層相對設(shè)置，所述變極化層和所述極化層之間構(gòu)成 反射區(qū)，所述底板上還設(shè)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(shè)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(shè)于所述外罩和所述底板之間；或者，所述極化層嵌設(shè)于所述外罩內(nèi)； 或者，極化材料被電鍍或噴涂于所述外罩的壁面上，構(gòu)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(shè)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(fā)射的電磁波經(jīng)所述 極化柵的凹部的內(nèi)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(shè)有扼流套筒，所述扼流套筒套設(shè)于所述饋 源組件外，所述扼流套筒與所述饋源組件之間設(shè)有扼流間隙。
[0011]在其中一個實施例中，所述底板上設(shè)有變極化柵作為所述變極化層;或者，所述底 板上設(shè)有PCB板作為所述變極化層，所述PCB板上設(shè)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(shè)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(cè)設(shè)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(fā)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(qū)內(nèi)，在小口徑情況下實現(xiàn)更優(yōu)的輻射包絡(luò)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shè) 有變極化層210,變極化層210與極化層110相對設(shè)置，變極化層210和極化層110之間構(gòu)成反 射區(qū)，底板220上還設(shè)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(fā)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(qū)內(nèi)，在小口徑情況下實現(xiàn)更優(yōu)的輻射包絡(luò)，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(shè)置于底板 220上，極化層110與變極化層210之間構(gòu)成反射區(qū)，變極化層210設(shè)置在設(shè)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(shù)字微波收發(fā)信機等設(shè)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(shè)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(nèi)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(fā)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(shè)計的天線整體剖面最優(yōu)。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(shè)于外罩120內(nèi)，例如在外罩120成型 過程中通過添加金屬嵌件實現(xiàn);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(yōu)選設(shè)置在外罩120靠近變極化層210的壁面上），構(gòu)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(guān)參數(shù)的設(shè)定可以通過HFSS(高頻結(jié)構(gòu)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(fā)出的電磁波可以穿透外罩120。極化柵的 邊沿設(shè)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(xiàn)更優(yōu)的輻射包絡(luò)。
[0030] 極化柵為類拋物面曲面，滿足:饋源組件300從輻射口發(fā)射的電磁波經(jīng)極化柵的凹 部的內(nèi)壁反射后，垂直入射變極化層210。此時，經(jīng)由極化層110反射的電磁波已經(jīng)是平行波 束，所以變極化層210僅需實現(xiàn)變極化即可，無需補償路徑相位差，相比于傳統(tǒng)折疊反射陣 天線的反射陣面既要實現(xiàn)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(shè)計 更為簡單，也容易加工。
[0031] 如圖4所示，底板220上還設(shè)有扼流套筒400,扼流套筒400套設(shè)于饋源組件300外， 扼流套筒400與饋源組件300之間設(shè)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(shù)。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(fā)出的電磁波 對變極化層210產(chǎn)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(cè)設(shè)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(shè)有PCB(Printed Circuit Board，印制電路板)工藝實現(xiàn)的PCB板230作為變極化層210，PCB板230上通過貼片工藝設(shè)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(shè)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(cè)設(shè)有機械加工工藝實現(xiàn)的至少兩個 陣列布置的凹槽241或凸棱242。具體的結(jié)構(gòu)形式可以根據(jù)具體需要選擇。
[0033] 以上實施例的各技術(shù)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(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)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(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)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(quán)利要求為準。
【主權(quán)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(shè)有變極化層，所述變極化層與所述極化層相對設(shè)置，所述變極化層和所述極化層 之間構(gòu)成反射區(qū)，所述底板上還設(shè)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(jù)權(quán)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(shè)置于所述底板上。3. 根據(jù)權(quán)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(shè)于所述外罩和所述 底板之間；或者，所述極化層嵌設(shè)于所述外罩內(nèi)；或者，極化材料被電鍍或噴涂于所述外罩 的壁面上，構(gòu)成所述極化層。4. 根據(jù)權(quán)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(shè)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(jù)權(quán)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(fā)射的電磁波經(jīng)所述極化柵的凹部的內(nèi)壁反射后，垂直入射變極化層。6. 根據(jù)權(quán)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(shè)有扼 流套筒，所述扼流套筒套設(shè)于所述饋源組件外，所述扼流套筒與所述饋源組件之間設(shè)有扼 流間隙。7. 根據(jù)權(quán)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(shè)有變極 化柵作為所述變極化層;或者，所述底板上設(shè)有PCB板作為所述變極化層，所述PCB板上設(shè)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(shè)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(cè)設(shè)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(fā)明人】姜汝丹, 謝慶南, 羅輝, 于瑞濤
【申請人】京信通信系統(tǒng)（廣州）有限公司