一种可直联双极化微带阵列天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波电磁场领域，尤其涉及一种可直联双极化微带阵列天线。
【背景技术】
[0002]传统微带天线设计中，两个极化的馈电点位于两个辐射单元之间，不利于双极化的高隔离度。并且现有技术不能使两个极化延馈线方向并排馈电，导致收发机无法直接通过S Μ P接头来连接，而接收机和天线间的连接线直接增加系统噪声系数。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可直联双极化微带阵列天线，极大降低系统的噪声系数，提升系统性能。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:
一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，包括天线PCB板，所述天线PCB板至少包括三层，所述天线PCB板的第一层为辐射单元，第二层为电磁耦合孔，第三层为馈线结构，所述馈线结构包括中心共面的射频接头焊盘、与射频接头焊盘对应的馈电功分器和与馈电功分器连接的馈线，射频信号通过射频接头焊盘传输到馈电功分器并通过馈线传播，到达电磁耦合孔下方通过电磁耦合孔将射频信号传递给第一层的辐射单元。
作为上述技术方案的改进，所述天线PCB板还设置有第四层，所述第四层为与第一层类似的反射体。
[0005]作为上述技术方案的改进，所述天线PCB板第四层与第三层之间还设置有介质，所述介质为硬质泡沫。
[0006]作为上述技术方案的改进，所述每列天线的辐射单元至少为4个，阵列的水平和垂直间距为1/4Χ-Χ波长。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述电磁耦合孔是产生水平极化和垂直极化的两个相互垂直的Η型电磁耦合孔。
[0008]作为上述技术方案的改进，每列天线的两个射频接头焊盘与所述馈线平行。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述射频接头焊盘包括为水平极化射频接头焊盘和垂直极化射频接头焊盘，所述射频接头焊盘通过导线与对应的水平极化馈电功分器和垂直极化馈电功分器连接。
[0010]作为上述技术方案的改进，水平极化馈电点和垂直极化馈电点中间设置至少一个福射单元。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述水平极化馈电功分器左右两路的馈线为对称结构。
[0012]作为上述技术方案的改进，所述垂直极化馈电功分器左右两路的馈线不等长，相位差为180°。
[0013]本发明的有益效果有: 本发明一种可直联双极化微带阵列天线，射频信号通过中心共面的射频接头焊盘传输到馈电功分器并通过馈线传播，到达电磁耦合孔下方通过电磁耦合孔将射频信号传递给第一层的辐射单元，垂直极化和水平极化的馈电点中心共线，射频接头焊盘不需要射频电缆可以直接与收发机连接，有效解决了双极化的高度隔离和降低了系统噪声系数，提高了系统的性能。
【附图说明】
[0014]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，其中:
图1是本发明实施例的天线PCB板工作原理示意图
图2是本发明实施例的天线PCB板第一层辐射单元结构示意图；
图3是本发明实施例的天线PCB板第二层结构示意图；
图4是本发明实施例的天线PCB板第三层馈线结构示意图；
图5为本发明实施例的电磁耦合孔的放大示意图；
图6为本发明实施例的SMP焊盘接头和对应的馈电功分器放大示意图。
[0015]1是辐射单元；2是电磁耦合孔；3是极化之一水平极化的馈点功分器；4是水平极化单元间馈线；5是水平极化SMP直连PCB的射频接头焊盘；6是垂直极化电磁耦合孔；7是垂直极化单元间馈线；8是垂直极化馈点功分之路一 ；9是垂直极化馈点功分之路二 ；10是垂直极化SMP直连PCB的射频接头焊盘。
【具体实施方式】
[0016]参见图1、2、3和图4，本发明的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，所述天线PCB板至少包括三层，所述天线PCB板的第一层为辐射单元1，第二层为电磁耦合孔2和6，第三层为馈线结构，所述馈线结构包括中心共面的SMP射频接头焊盘5和10、与SMP射频接头焊盘5和10对应的馈电功分器和与馈电功分器3连接的馈线4和7，射频信号通过SMP射频接头焊盘接头5和10传输到馈电功分器3并通过馈线传播，到达电磁親合孔2和6下方通过电磁耦合孔将射频信号传递给第一层的辐射单元1。
[0017]最优实施方式作为上述技术方案的改进，所述天线PCB板还设置有第四层，所述第四层为与首层类似的反射体。天线PCB板第四层与第三层之间介质为低损耗的硬质泡沫。
[0018]所述每列天线的辐射单元至少为4个，阵列的水平和垂直间距为1/4X-X波长。本发明辐射单元阵列为5X32，阵列水平方向和垂直间距约为1/2X波长，约为1.7cm。图2中以馈线方向为垂直方向，与馈线垂直的方向为水平方向，本发明中方向以此坐标为准。
[0019]进一步参考图5，所述电磁耦合孔2和6是产生水平极化和垂直极化的两个相互垂直的Η型电磁耦合孔。本发明具体实施例分别为水平极化电磁耦合孔2和垂直极化电磁耦合孔6。
[0020]进一步参考图6，，本发明为双极化天线，每列天线天线PCB必须有两个射频接头焊盘5和10，每列天线的两个射频接头焊盘5和10与所述馈线平行。所述SMP射频接头焊盘分为水平极化SMP射频接头焊盘5和垂直极化SMP射频接头焊盘10，其通过导线与对应的水平极化馈电功分器和垂直极化馈电功分器连接，并且不需要射频电缆可以直接与收发机连接。
[0021]所述水平极化馈电点和垂直极化馈电点中心共线，中间设置至少一个辐射单元1。所述水平极化馈电功分器左右两路馈线4和7对称。所述垂直极化馈电功分器左右两路馈线不等长，相位差为180°。所述馈线4和7都是经过电磁耦合孔中心下方，为了降低对表面电流及单个辐射单元阻抗的影响，馈线及馈点的不规则结构区域应尽量远离耦合孔。
[0022]水平极化射频信号传输工作原理为，当系统传输水平极化信号时，射频信号通过SMP射频接头焊盘5，传输到水平极化天线入口，水平极化的馈电功分器将其等幅等相位分成左右两支路，并通过U型折弯实现与天线的阻抗匹配，到达电磁耦合孔下方的部分电磁能量将通过耦合孔而将传递给上层辐射单元1，而剩余能量将持续传递给单元模块间馈线4为后续单元提供能量。耦合到辐射单元1上的能量将激发对应水平极化的(即辐射单元上下边缘)电磁谐振，从而将电磁能转换为空间自由传输的水平极化电磁场。
[0023]垂直极化射频信号传输工作原理为，射频信号通过SMP射频接头焊盘10传输到垂直极化天线入口，垂直极化的馈点功分器将信号能量均分，其蛇形不等长设计使得左右支路相位差180度，有效保证信号在空间的正相叠加。到达电磁耦合孔6下方的部分电磁能量将通过耦合孔而将传递给上层辐射单元1，而剩余能量将持续传递给单元模块间馈线7为后续单元提供能量。耦合到辐射单元1上的能量将激发对应垂直极化的(即辐射单元左右边缘)电磁谐振，从而将电磁能转换为空间自由传输的垂直极化电磁场。
[0024]以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，包括天线PCB板，所述天线PCB板至少包括三层，所述天线PCB板的第一层为辐射单元，第二层为电磁耦合孔，第三层为馈线结构，所述馈线结构包括中心共面的射频接头焊盘、与射频接头焊盘对应的馈电功分器和与馈电功分器连接的馈线，射频信号通过射频接头焊盘传输到馈电功分器并通过馈线传播，到达电磁耦合孔下方通过电磁耦合孔将射频信号传递给第一层的辐射单元。2.根据权利要求1所述的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，所述天线PCB板还设置有第四层，所述第四层为与第一层类似的反射体。3.根据权利要求1或2所述的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，所述天线PCB板第四层与第三层之间还设置有介质，所述介质为硬质泡沫。4.根据权利要求1所述的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，所述每列天线的辐射单元至少为4个，所述辐射单元阵列的水平和垂直间距为1/4X-X波长。5.根据权利要求1所述的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，所述电磁耦合孔是产生水平极化和垂直极化的两个相互垂直的H型电磁耦合孔。6.根据权利要求1所述的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，每列天线的两个射频接头焊盘与所述馈线平行。7.根据权利要求1所述的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，所述射频接头焊盘包括为水平极化射频接头焊盘和垂直极化射频接头焊盘，所述射频接头焊盘通过导线与对应的水平极化馈电功分器和垂直极化馈电功分器连接。8.根据权利要求1或7所述的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，水平极化馈电点和垂直极化馈电点中间设置至少一个辐射单元。9.根据权利要求1或7所述的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，所述水平极化馈电功分器左右两路的馈线为对称结构。10.根据权利要求1或7所述的一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，所述垂直极化馈电功分器左右两路的馈线不等长，相位差为180°。
【专利摘要】本发明公开了一种可直联双极化微带阵列天线，其特征在于，所述天线PCB板至少为三层，所述天线PCB板第一层辐射单元，所述天线PCB板第二层为电磁耦合孔，所述PCB板第三层为馈线结构，所述PCB板第三层还设置有中心共面的SMP射频接头焊盘。本天线通过射频信号通过SMP射频接头焊盘接头传输到天线入口并传播，信号到达电磁耦合孔下方通过电磁耦合孔将信号传递给第一层的辐射单元，馈电点位于平移后的辐射单元之间，SMP射频接头焊盘不需要射频电缆可以直接连接，有效解决了双极化的高度隔离和降低了系统噪声系数，提高了系统的性能。
【IPC分类】H01Q1/50, H01Q21/24
【公开号】CN105356049
【申请号】CN201510770582
【发明人】包晓军, 李琳, 刘远曦, 刘宏宗
【申请人】珠海纳睿达科技有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月11日