宽波束微带贴片天线的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种加载导体柱的宽波束微带贴片天线，从下往上依次为：金属接地板、空气层、介质层、微带贴片，在微带贴片四周环绕分布金属导体柱，通过金属导体柱下端的螺纹将金属导体柱固定在接地板上。接地板和介质板之间设有4对尼龙垫片用于支撑介质板，从而生成空气层。本发明所述的宽波束微带贴片天线，保持了普通微带贴片天线固有的成本低、重量轻、易于与载体共形、可与电路模块集成设计等优点，并可以产生较宽的辐射（接收）波束，在卫星导航系统中用重要的应用价值。
【专利说明】宽波束微带贴片天线
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种可用于卫星导航系统的低成本、宽波束天线。
【背景技术】
[0002]随着卫星技术的发展，卫星导航已经在军事和民用领域得到了广泛应用。目前全球投入商业应用的导航系统有:美国的全球定位系统(Global Posit1ning System)、俄罗斯的全球导航卫星系统(Global Navigat1n System)、欧洲的伽利略卫星导航系统和中国的北斗卫星导航系统。
[0003]卫星导航系统对天线辐射波束宽度有严格的要求。当卫星所处位置低于地面接收天线的特定俯仰角时，到达天线的信号会因为多径衰落等原因而变得极其微弱，从而导致地面系统停止接收信号。所以，通常要求地面接收系统的天线在整个上半球空间内，大致具备均匀的辐射响应，即要求卫星导航天线的半功率波束宽度(HPBW)必须足够宽。
[0004]微波应用系统中最常用的天线形式是微带贴片天线。与其他形式的天线相比，微带贴片天线具有尺寸小、重量轻、易于与载体共形、可与电路模块集成设计以及适合大规模生产和低成本等优势。但是，普通微带贴片天线的辐射(接收)波束较窄，难以满足卫星导航天线的宽波束要求。
[0005]本发明对普通微带贴片天线结构进行改进，在微带贴片的四周加载导体柱，可以有效拓宽天线辐射波束的宽度，并保持微带贴片天线固有的优点。
【发明内容】
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[0006]本发明涉及一种加载导体柱的微带贴片天线，该天线除了具有普通微带贴片天线的固有优点，还具有宽波束的特点。
[0007]本发明采用如下技术方案:
[0008]一种宽波束微带贴片天线包括金属接地板、介质基板、印刷在介质板上的微带贴片和至少4根高度相同的金属导体柱，金属导体柱在微带贴片的每一边上至少设置丨根，金属导体柱的下端设有螺纹，金属导体柱穿过介质基板固定在金属接地板上设置的螺孔中。
[0009]在金属接地板和介质基板的四个角对应位置上设置固定位置的孔，固定螺钉穿过孔将两者固定。
[0010]还包括尼龙垫片，尼龙垫片设置在在金属接地板和介质基板之间的四个角上，在尼龙垫片中央设置可被固定螺钉穿过的孔。
[0011]本发明所提的宽波束微带贴片天线具有普通微带贴片天线的优点，并且与普通微带贴片天线相比，辐射的波束更宽。图4中给出了本发明所提的宽波束微带贴片天线和普通微带贴片天线的E面(E-plane)及H面(H-plane)福射方向图仿真曲线，with post和no post分别对应加载了导体柱的宽波束微带贴片天线(即本发明所述天线)的辐射方向图和普通微带贴片天线(无导体柱)的辐射方向图。从图4可以看到，本发明所提的宽波束微带贴片天线的辐射波束宽度远宽于普通微带贴片天线的辐射波束宽度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明结构示意图。
[0013]图2是金属接地板示意图。
[0014]图3是介质基板不意图。
[0015]图4是本发明中的宽波束微带贴片天线的辐射方向图与普通微带贴片天线的辐射方向图的对比示意图。
[0016]图5是宽波束微带贴片天线背面与SMA接头连接示意图。
[0017]图6是用同轴线给贴片天线馈电的馈电点示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合说明书附图对本发明进行进一步详述:
[0019]本发明涉及一种宽波束微带贴片天线，包括:金属接地板1、介质基板2、印刷在介质基板表面的微带贴片3、金属导体柱4、尼龙垫片5及固定螺钉6。金属接地板I和介质基板2之间设有尼龙垫片5，使得金属接地板I和介质基板2存在一定高度的空气层。金属导体柱4设置在微带贴片3的四周且在微带贴片的每一边上至少设置I根，金属导体柱4的下端设有螺纹，其穿过介质基板2上的金属化孔(Plated Through Hole-PTH)后，固定到金属接地板I的螺孔(Screw Hole-SH)中。
[0020]下面引入一个使用本发明的具体实例:
[0021]实施例1:采用同轴线馈电，在接地板上加工圆形通孔用于安装SMA接头，如图5所示。SMA接头的探针从接地板的圆孔插入，穿过介质板连到微带贴片上，探针与微带贴片的连接处为馈电点(Feed point),如图6所示。
【权利要求】
1.一种宽波束微带贴片天线，其特征在于:包括金属接地板(I)、介质基板(2)、印刷在介质板(2)上的微带贴片(3)和至少4根高度相同的金属导体柱(4)，金属导体柱(4)在微带贴片(3)的每一边上至少设置I根，金属导体柱(4)的下端设有螺纹，金属导体柱穿过介质基板固定在金属接地板(I)上设置的螺孔中。
2.根据权利要求1所述的宽波束微带贴片天线，其特征在于:在金属接地板(I)和介质基板(2)的四个角对应位置上设置固定位置的孔，固定螺钉(6)穿过孔将两者固定。
3.根据权利要求1所述的宽波束微带贴片天线，其特征在于:还包括尼龙垫片(5)，尼龙垫片(5)设置在在金属接地板(I)和介质基板(2)之间的四个角上，在尼龙垫片(5)中央设置可被固定螺钉(6)穿过的孔。
【文档编号】H01Q1/36GK104300210SQ201410499616
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】王宗新, 樊大朋, 褚家美 申请人:东南大学