[发明专利]一种基于耦合辐射双倒F/L印刷天线单元的小型化天线

说明书

本发明公开了一种基于耦合辐射双倒F/L印刷天线单元的小型化天线，包括上层基板、若干竖直基板；双倒F/L天线单元，印刷在所述上层基板与竖直基板上，用于发射特高频信号；调谐螺钉，设置在所述上层基板上，与双倒F/L天线单元的末端电连接，用于实现天线的频率调谐；金属板，设置在所述竖直基板的正下方；下层基板，设置在所述金属板的正下方；馈电网络，印刷在所述下层基板的下表面，用于接收特高频信号并产生幅度相同、相位依次相差90度的四路序列馈电信号。本发明满足UHF频段的飞行器和运载飞船的卫星通信天线应用。

技术领域

本发明涉及卫星通信天线技术领域，尤其涉及一种机载或船载的卫星通信天线，具体来说就是一种基于耦合辐射双倒F/L印刷天线单元的小型化天线。

背景技术

特高频(UHF)波段又称为分米波频段，常应用于卫星通信领域。特高频波段的波长较长，工作在该频段的天线尺寸一般都较大，因此天线小型化是特高频圆极化卫星通信天线设计的一个重点，尤其是在飞行器和运载飞船应用上天线小型化的需求更为严苛。在现有的设计中，研究人员大多都是通过加载高介电常数的材料来实现天线的小型化设计，但是高介电常数材料的引入会增加天线的重量和成本，也会影响天线的辐射性能(天线增益、辐射方向图以及辐射效率等)，因此天线设计者更愿意从结构的改变上来实现天线的小型化。

现有技术一种用于微型卫星的紧凑型圆极化天线(S.K.Podilchak et al.,ACompact Circularly Polarized Antenna Using an Array of Folded-ShortedPatches,in IEEE Transactions on Antennas and Propagation,vol.61,no.9,pp.4861-4867,Sept.2013.)中，该天线通过四个折叠、缩短的多层贴片天线实现了400MHz频段的小型化设计(0.2λ₀×0.2λ₀)，天线具有良好的圆极化辐射性能。

现有技术VHF/UHF频段的小型化双频圆极化天线(S.Liao and Q.Xue,Miniaturized VHF/UHF Dual-Band Circularly Polarized Four-Element Sequential-Rotation Array Antenna Based on Alternately Overlapped Bent Radiation-CoupledDual-L Antenna Elements,in IEEE Transactions on Antennas and Propagation,vol.66,no.9,pp.4924-4929,Sept.2018.)中，该天线通过将四个双L天线单元交替重叠弯曲实现了0.197λ₀×0.197λ₀×0.068λ₀尺寸下的良好电特性，可以满足卫星通信领域的应用。

综上所述，现有技术存在的缺点：

1.高介电常数材料的引入会增加天线的重量和成本，也会影响天线的辐射性能(天线增益、方向图以及辐射效率等)。

2.多层贴片折叠的方法设计出来的天线剖面较高，且多层金属板叠加导致天线重量明显增加，天线不具备质轻的特点。

3.小型化天线尽管尺寸较小，但天线整体结构的机械强度不够大，无法满足飞行器和运载飞船的应用。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供了一种基于耦合辐射双倒F/L印刷天线单元的小型化天线。该天线采用弯曲折叠的耦合辐射双F/L印刷天线单元来实现双频谐振，然后再通过四元序列馈电来产生性能良好的圆极化辐射波，最终实现了小型化的双频圆极化天线设计。该天线具有结构紧凑、成本低、便于组装、质轻、频率可调谐等特点，可以满足UHF频段的飞行器和运载飞船的卫星通信天线应用。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。