CN112886226A - 宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法 - Google Patents

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CN112886226A CN202110035175.6A CN202110035175A CN112886226A CN 112886226 A CN112886226 A CN 112886226A CN 202110035175 A CN202110035175 A CN 202110035175A CN 112886226 A CN112886226 A CN 112886226A
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Abstract

本发明涉及一种宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法，属于天线技术领域。天线包括天线辐射组件、反射器组件、天线馈电组件；天线辐射组件包括四个结构相同的辐射单元组成的圆极化子阵及上层介质基片，用于辐射信号；反射器组件包括位于辐射单元正上方的无盖金属盒子及尼龙支架，用于反射天线组件辐射的信号；天线的馈电组件包括下层介质基片、印刷在下层介质基片下表面的一个输出四路等幅度、等相位差信号的功分器及贯穿上层介质基片与下层介质基片的四个铜柱，馈电组件对四个辐射单元进行馈电。本发明旨在解决现有背射圆极化天线存在的带宽窄及剖面高的缺点，满足了卫星、飞机等通信***对收发天线宽频带、低剖面的要求。

Description

宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法
技术领域
本发明属于天线技术领域，涉及宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法。
背景技术
背射圆极化天线由于其特殊的背向辐射辐射模式、增益中等、机械结构强度好、易于密封且较适应复杂的电磁环境等特点，被广泛应用于卫星、飞机、RFID等通信***。但是如今的通信***要求大带宽，低剖面。然而大多数背射圆极化天线其阻抗带宽与轴比带宽较窄且剖面较高，限制了其在移动通信中的进一步的推广使用，因此如何设计出宽带且具有低剖面特点的背射圆极化天线成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种宽带低剖面背射圆极化天线及其背射方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
宽带低剖面背射圆极化天线，包括天线辐射组件、反射器组件、天线馈电组件；
所述天线辐射组件包括由四个结构相同的辐射单元(1)组成的圆极化子阵和上层介质基片(4)，用于辐射信号；
所述反射器组件包括位于辐射单元正上方的无盖金属盒子(2)和尼龙支架(3)，用于反射天线组件辐射的信号；
所述天线馈电组件包括下层介质基片(5)、印刷在下层介质基片下表面的一个输出四路等幅度、等90°相位差信号的功分器(6)，以及贯穿第一层介质基片与第二层介质基片将功分器四个输出端与四个辐射单元分别连接起来的四个铜柱(7)，用于对四个辐射单元(1)进行馈电。
可选的，所述辐射单元(1)为η型；
当将η型辐射单元在特定尺寸的上层介质基片(4)的某一位置时，其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片(4)下表面金属层的吸引后形成电磁波绕射，同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射，使其向下辐射的特性得到进一步增强，形成背射。
可选的，所述四个结构相同的辐射单元(1)为η型，包括第一垂直结构(101)、水平结构(102)和第二垂直结构(103)，材质为铜。
可选的，所述第一垂直结构(101)垂直于上层介质基片，形状为梯形体，其设计尺寸为：第一垂直结构下边长为W1，第一垂直结构上边长为W2，第一垂直结构高度为H3，第一垂直结构厚度为T1；
所述水平结构(102)平行于上层介质基片，形状为梯形体，其设计尺寸为：水平结构下边长为W2，水平结构上边长为W3，水平结构高度为H4，水平结构厚度为T1；
所述第二垂直结构(103)形状为长方体，与水平结构夹角为α，其设计尺寸为：第二垂直结构下边长为W3，第二垂直结构上边长为W4，第二垂直结构高度为H5，第二垂直结构厚度为T1；
所述四个结构相同的辐射单元(1)依次按90°旋转排列形成圆极化子阵，且各个单元的馈电位置与正前方介质板边缘的垂直距离均为L2；
所述上层介质基片(4)的材质为F4BME320，介电常数为3.2，尺寸为L1×L1×H1，其上表面无金属覆盖，下表面有金属覆盖且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为1.4mm的隔离孔(11)，在四个辐射单元馈电位置处均有一个直径为1mm的贯穿孔(9)，在上层介质基片中心有一个孔径为3mm，孔深为1.5mm的定位孔(8)。
可选的，所述无盖金属盒子(2)尺寸为：L3×L3×H6，且中心有一个直径为2.6mm的定位孔(10)。
可选的，所述尼龙支架(3)的材质为尼龙1010，介电常数为1.6，结构为哑铃型，包括第一法兰盘(301)、尼龙柱(302)和第二法兰盘(303)；
第一法兰盘(301)和第二法兰盘(303)的直径均为R1，第一法兰盘(301)下表面中心位置与第二法兰盘(303)上表面中心位置之间间距为H7。
可选的，所述下层介质基片(5)的材质为TRF45，介电常数为4.5，尺寸为L1×L1×H2，上表面有金属覆盖且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为1.4mm的隔离孔(11)，下表面为功分器(6)走线，且在四个辐射单元馈电位置处均有一个直径为1mm的贯穿孔(9)。
可选的，所述功分器(6)印刷于下层介质基片的下表面，功分器(6)的四个输出端，即输出端一(601)、输出端二(602)、输出端三(603)和输出端四(604)，输出四路等幅度和等90°相位差的信号。
可选的，所述四个铜柱(7)贯穿上层介质基片与下层介质基片，直径为0.6mm，贯穿上下两层介质基片，将功分器的四个输出端与四个辐射单元对应连接起来，对其进行馈电。
基于所述天线的背射方法，该方法包括以下步骤：
S1：将辐射单元(1)设计为η型；
S2：将上层介质基片(4)设计为一定尺寸；
S3：将η型的辐射单元(1)趋向于介质基片边缘一定位置放置，辐射单元馈电位置距离正前方介质板边缘的距离满足为某一特定范围值，η型辐射单元的辐射效果接近于水平放置的偶极子，将η型辐射单元放置在特定尺寸的上层介质基片(4)的一定位置时，其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片下表面金属层的吸引形成电磁波绕射，同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射，增强向下辐射的方向性，形成背射。
本发明的有益效果在于：
1、四个结构相同的辐射单元1其结构为η型，结构分为三部分，第一垂直结构101，水平结构102，第二垂直结构103。η型结构辐射单元为渐变金属结构弯折后形成的金属振子，且垂直于上层介质基片进行安装，受金属地的影响较小，因此由η型结构辐射单元组成的圆极化子阵较易实现较大的阻抗带宽与圆极化带宽。
2、四个结构相同的辐射单元依次按90°旋转进行排列，形成圆极化子阵，同时印刷于下层介质基片的下表面宽带功分器6四个输出端口601、602、603、604顺时针依次对四个辐射单元进行等幅度、馈电相位分别为0°、90°、180°、270°的馈电，产生较宽的轴比带宽以及进一步拓宽天线的阻抗带宽。
3、低剖面，该背射设计方法中使用的η型辐射单元本身具有低剖面的特点，η型辐射单元其辐射效果接近于水平放置的偶极子，其垂直方向接近于全向辐射。因此将η型辐射单元放置在特定尺寸的上层介质基片4的某一位置时，其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片下表面金属层的吸引形成电磁波绕射，同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射，增强其向下辐射的方向性，形成背射。本发明实现背射的方法利用的是电磁波绕射的原理，增加的反射器组件的添加可以进一步增强反向辐射的增益以及拓展反向辐射的带宽，但其并不是实现背射的主要因素。由于设计原理不同，该方法不需要像传统的背射天线需要距离辐射单元为λ/4大反射板对电磁波反射进一步形成背射或者使用较高高度的四臂螺旋、较小的地平面并进行反向顺序馈电实现背射，因此该背射设计方法在原理上就易于具有更低的剖面。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的结构主视图；
图2为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的天线辐射组件结构图a；
图3为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的天线辐射组件结构图b；
图4为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的天线馈电组件结构图；
图5为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的上下层介质基片侧视图；
图6为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的无盖金属盒子结构图；
图7为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的尼龙支架结构图；
图8为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的S参数结果图；
图9为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的轴比带宽结果图；
图10为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的增益带宽结果图；
图11为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的增益前后比结果图；
图12为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的在1.5GHZ有反射器组件的辐射方向图；
图13为本发明实施例的宽带低剖面背射圆极化天线的在1.5GHZ的无反射器时的辐射方向图。
附图标记：辐射单元1，第一垂直结构101，水平结构102，第二垂直结构103，无盖金属盒子2，尼龙支架3，上层介质基片4，下层介质基片5，功分器6，四个铜柱7，定位孔8，贯穿孔9，定位孔10，隔离孔11，输出端一601，输出端二602，输出端三603，输出端四604；第一垂直结构下边长W1，第一垂直结构上边长W2，第一垂直结构高度H3，第一垂直结构厚度T1，水平结构下边长W2，水平结构上边长W3，水平结构高度H4，水平结构厚度T1；与水平结构夹角α，第二垂直结构下边长W3，第二垂直结构上边长W4，第二垂直结构高度H5，第一法兰盘301，尼龙柱302，第二法兰盘303，直径R1，间距H7。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1～图5，在本实施例中，所述的宽带低剖面背射天线，包括四个结构相同的辐射单元1组成的圆极化子阵、上层介质基片4、无盖金属盒子2、尼龙支架3、下层介质基片5、印刷在下层介质基片下表面的一个输出四路等幅度和等90°相位差信号的功分器6及贯穿第一层介质基片与第二层介质基片将功分器四个输出端与四个辐射单元分别连接起来的四个铜柱7。所述的四个结构相同的辐射单元1在上层介质基片上按照顺时针依次旋转90°进行排列，每一个辐射单元都正对着上层介质基片4的一个边，且各个单元的馈电位置与正前方介质板边缘的垂直距离均为L2。所述的上层介质基片4上表面不敷铜，下表面敷铜且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为1.4mm的隔离孔11。所述的功分器6印刷于下层介质基片的下表面，功分器的四个输出端，输出端一601、输出端二602、输出端三603和输出端四604，通过四个直径为0.6mm贯穿第一层介质基片与第二层介质基片的四个铜柱7顺时针依次对四个辐射单元进行等幅度的、馈电相位分别为0°、90°、180°、270°的馈电，因此该圆极化天线为右旋极化天线。所述的尼龙支架3其结构为哑铃型，安装在上层介质基片中心的一个孔径为3mm，孔深为1.5mm的定位孔中，通过两个法兰盘对无盖金属盒子2进行支撑并限制其与上层介质基片上表面的距离，安装好的无盖金属盒子2对辐射单元辐射的信号进一步形成反射，增强天线背向辐射的增益并拓展背向辐射带宽。
如图2所示，所述的四个结构相同的辐射单元1其结构为η型，所述的四个结构相同的辐射单元1其结构为η型，分为三部分，第一垂直结构101，水平结构102，第二垂直结构103，材质为铜。
如图3所示，所述的第一垂直结构101垂直于上层介质基片，其形状为梯形体，其设计尺寸为：第一垂直结构下边长为W1，第一垂直结构上边长为W2，第一垂直结构高度为H3，第一垂直结构厚度为T1；所述的水平结构102平行于上层介质基片，其形状为梯形体，其设计尺寸为：水平结构下边长为W2，水平结构上边长为W3，水平结构高度为H4，水平结构厚度为T1；所述的第二垂直结构103其形状为长方体，与水平结构夹角为α，设计尺寸为：第二垂直结构下边长为W3，第二垂直结构上边长为W4，第二垂直结构高度为H5，第二垂直结构厚度为T1。
如图4和图5所示，所述的上层介质基片4采用的材质为F4BME320，介电常数为3.2，尺寸为L1×L1×H1，其上表面无金属覆盖，下表面有金属覆盖且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为1.4mm的隔离孔11，在四个辐射单元馈电位置处均有一个直径为1mm的贯穿孔9，在上层介质基片中心有一个孔径为3mm，孔深为1.5mm的定位孔8。
如图6所示，所述的无盖金属盒子2其设计尺寸为：L3×L3×H6，且中心有一个直径为2.6mm的定位孔10。
如图7所示，所述的尼龙支架3采用的材质为尼龙1010，介电常数为1.6。其结构为哑铃型，包含第一法兰盘301，尼龙柱302，第二法兰盘303。第一法兰盘301，第二法兰盘303，其直径均为R1，第一法兰盘301下表面中心位置与第二法兰盘303上表面中心位置之间间距为H7。
如图4和图5所示，所述的下层介质基片5采用的材质为TRF45，介电常数为4.5，尺寸为L1×L1×H2，上表面有金属覆盖且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为1.4mm的隔离孔11，下表面为功分器6走线，且在四个辐射单元馈电位置处均有一个直径为1mm的贯穿孔9。
如图4所示，所述的功分器6印刷于下层介质基片的下表面，四个输出端，输出端一601、输出端二602、输出端三603、输出端四604输出四路等幅度，等90°相位差的信号。
如图2所示，所述的贯穿上层介质基片与下层介质基片的四个铜柱7，其直径为0.6mm，贯穿上下两层介质基片，将功分器四个输出端与四个辐射单元对应连接起来，对其进行馈电。
所述的背射设计方法包含以下设计步骤：
Step1：η型辐射单元1设计，将辐射单元1设计为η型，其设计尺寸可如权利要求3所描述的一致。
Step2：上层介质基片4尺寸设计，将上层介质基片4设计为某一尺寸，设计尺寸可如权利要求5所描述的一致。
Step3：η型辐射单元1摆放位置设计，将η型辐射单元趋向于介质基片边缘某一位置放置，此时辐射单元馈电位置距离正前方介质板边缘的距离满足为某一特定范围值，其设计值可如权利要求4所描述的一致。此时η型辐射单元其辐射效果接近于水平放置的偶极子，其垂直方向为全向辐射，因此将η型辐射单元放置在特定尺寸的上层介质基片4的某一位置时，其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片下表面金属层的吸引形成电磁波绕射，同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射，增强其向下辐射的方向性，形成背射。
表1本发明宽带低剖面圆极化天线的参数优选值
参数 值 参数 值 参数 值
W1 19mm L3 180mm H6 25mm
W2 25.5mm H1 2mm H7 19.5mm
W3 34mm H2 0.8mm R1 8mm
W4 34mm H3 18mm T1 1mm
L1 75mm H4 23mm α 135°
L2 18mm H5 10.1mm
如图8～图11所示，其提供了根据本发明设计的宽带低剖面背射圆极化天线S参数结果展示图以及增益和轴比带宽结果展示图，天线工作时，天线的阻抗带宽为0.85GHZ～2.56GHZ，在带宽范围内回波损耗S11＜-10dB，相对带宽为100％。轴比带宽为1GHZ～2.15GHZ，在带宽范围内回波损耗AR＜3dB，相对带宽为73％。3dB增益带宽为1.34GHZ～2.2GHZ，相对带宽为48.6％。在0.85GHZ～2.56GHZ的大多数频段内右旋极化的前后比均大于35dB，具有极好的前后比性能。
如图12～图13所示，图12为加载了反射器组件的在1.5GHZ时的增益方向图，在Theta＝0°时，左旋极化增益为-8.1dB，在Theta＝180°时，右旋极化增益为10dB，由此可知其主辐射模式为背射。图13为未加载了反射器组件的在1.5GHZ时的增益方向图，在Theta＝0°时，左旋极化增益为-1.9dB，在Theta＝180°时，右旋极化增益为3dB，由此可知其主辐射模式为背射。由以上数据可知，增加的反射器组件的添加可以进一步增强反向辐射的增益以及拓展反向辐射的带宽，但其并不是实现背射的主要因素。本发明实现背射的方法是利用了电磁波绕射的原理，η型辐射单元其辐射效果接近于水平放置的偶极子，其垂直方向为全向辐射。因此将η型辐射单元放置在特定尺寸的上层介质基片4的某一位置时，其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片下表面金属层的吸引形成电磁波绕射，同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射，增强其向下辐射的方向性，形成背射。该方法不同于传统的背射天线使用大反射板对电磁波形成反射或者使用四臂螺旋进行反向顺序馈电实现背射的方法，该方法具更大的阻抗带宽、轴比带宽、增益带宽、前后比及更低的剖面。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.宽带低剖面背射圆极化天线，其特征在于：包括天线辐射组件、反射器组件、天线馈电组件；
所述天线辐射组件包括由四个结构相同的辐射单元(1)组成的圆极化子阵和上层介质基片(4)，用于辐射信号；
所述反射器组件包括位于辐射单元正上方的无盖金属盒子(2)和尼龙支架(3)，用于反射天线组件辐射的信号；
所述天线馈电组件包括下层介质基片(5)、印刷在下层介质基片下表面的一个输出四路等幅度、等90°相位差信号的功分器(6)，以及贯穿第一层介质基片与第二层介质基片将功分器四个输出端与四个辐射单元分别连接起来的四个铜柱(7)，用于对四个辐射单元(1)进行馈电。
2.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线，其特征在于：所述辐射单元(1)为η型；
当将η型辐射单元在特定尺寸的上层介质基片(4)的某一位置时，其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片(4)下表面金属层的吸引后形成电磁波绕射，同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射，使其向下辐射的特性得到进一步增强，形成背射。
3.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线，其特征在于：所述四个结构相同的辐射单元(1)为η型，包括第一垂直结构(101)、水平结构(102)和第二垂直结构(103)，材质为铜。
4.根据权利要求3所述的宽带低剖面背射圆极化天线，其特征在于：所述第一垂直结构(101)垂直于上层介质基片，形状为梯形体，其设计尺寸为：第一垂直结构下边长为W1，第一垂直结构上边长为W2，第一垂直结构高度为H3，第一垂直结构厚度为T1；
所述水平结构(102)平行于上层介质基片，形状为梯形体，其设计尺寸为：水平结构下边长为W2，水平结构上边长为W3，水平结构高度为H4，水平结构厚度为T1；
所述第二垂直结构(103)形状为长方体，与水平结构夹角为α，其设计尺寸为：第二垂直结构下边长为W3，第二垂直结构上边长为W4，第二垂直结构高度为H5，第二垂直结构厚度为T1；
所述四个结构相同的辐射单元(1)依次按90°旋转排列形成圆极化子阵，且各个单元的馈电位置与正前方介质板边缘的垂直距离均为L2；
所述上层介质基片(4)的材质为F4BME320，介电常数为3.2，尺寸为L1×L1×H1，其上表面无金属覆盖，下表面有金属覆盖且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为1.4mm的隔离孔(11)，在四个辐射单元馈电位置处均有一个直径为1mm的贯穿孔(9)，在上层介质基片中心有一个孔径为3mm，孔深为1.5mm的定位孔(8)。
5.根据权利要求4所述的宽带低剖面背射圆极化天线，其特征在于：所述无盖金属盒子(2)尺寸为：L3×L3×H6，且中心有一个直径为2.6mm的定位孔(10)。
6.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线，其特征在于：所述尼龙支架(3)的材质为尼龙1010，介电常数为1.6，结构为哑铃型，包括第一法兰盘(301)、尼龙柱(302)和第二法兰盘(303)；
第一法兰盘(301)和第二法兰盘(303)的直径均为R1，第一法兰盘(301)下表面中心位置与第二法兰盘(303)上表面中心位置之间间距为H7。
7.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线，其特征在于：所述下层介质基片(5)的材质为TRF45，介电常数为4.5，尺寸为L1×L1×H2，上表面有金属覆盖且在馈电的四个铜柱穿过的位置处均腐蚀有直径为1.4mm的隔离孔(11)，下表面为功分器(6)走线，且在四个辐射单元馈电位置处均有一个直径为1mm的贯穿孔(9)。
8.根据权利要求1所述的宽带低剖面背射圆极化天线，其特征在于：所述功分器(6)印刷于下层介质基片的下表面，功分器(6)的四个输出端，即输出端一(601)、输出端二(602)、输出端三(603)和输出端四(604)，输出四路等幅度和等90°相位差的信号。
9.根据权利要求8所述的宽带低剖面背射圆极化天线，其特征在于：所述四个铜柱(7)贯穿上层介质基片与下层介质基片，直径为0.6mm，贯穿上下两层介质基片，将功分器的四个输出端与四个辐射单元对应连接起来，对其进行馈电。
10.基于权利要求1～9中任一项所述天线的背射方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1：将辐射单元(1)设计为η型；
S2：将上层介质基片(4)设计为一定尺寸；
S3：将η型的辐射单元(1)趋向于介质基片边缘一定位置放置，辐射单元馈电位置距离正前方介质板边缘的距离满足为某一特定范围值，η型辐射单元的辐射效果接近于水平放置的偶极子，将η型辐射单元放置在特定尺寸的上层介质基片(4)的一定位置时，其垂直方向辐射的电磁波将受上层介质基片下表面金属层的吸引形成电磁波绕射，同时绕射后的电磁波会被该金属层进一步反射，增强向下辐射的方向性，形成背射。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113937473A (zh) * 2021-09-11 2022-01-14 中国人民武装警察部队工程大学 一种小型圆极化Vivaldi天线、控制方法、移动通信***
CN114976651A (zh) * 2022-04-08 2022-08-30 重庆邮电大学 一种单馈超宽带圆极化宽波束磁电偶极子天线

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060064500A (ko) * 2004-12-08 2006-06-13 한국전자통신연구원 이중편파 안테나 및 ｒｆｉｄ 리더기
CN101414707A (zh) * 2008-11-28 2009-04-22 邢红兵 一种新型短背射天线
US20120299789A1 (en) * 2010-01-29 2012-11-29 Daniel Orban Circularly polarized antenna and feeding network
WO2014057464A1 (en) * 2012-10-11 2014-04-17 Tagsys Uhf rfid reader with improved antenna system
CN103904423A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国航空工业第六○七研究所 一种低剖面宽带介质背腔四辐射器天线单元
CN104319463A (zh) * 2014-10-23 2015-01-28 西安爱生技术集团公司 一种双谐振圆极化短背射c波段天线
CN105206936A (zh) * 2015-08-25 2015-12-30 西安电子科技大学 双频嵌套圆极化导航天线
CN106532278A (zh) * 2016-11-17 2017-03-22 华南理工大学 一种抗多径干扰的宽带低轴比gnss天线
CN206742490U (zh) * 2016-11-23 2017-12-12 苏州博海创业微***有限公司 宽带宽波束圆极化天线
CN108155464A (zh) * 2017-12-28 2018-06-12 国网思极神往位置服务（北京）有限公司 一种卫星导航终端天线结构
CN108879091A (zh) * 2018-06-07 2018-11-23 南京理工大学 一种宽带圆极化微带阵列天线
CN110752442A (zh) * 2019-10-16 2020-02-04 西安空间无线电技术研究所 一种宽波束低宽角轴比圆极化天线单元及其辐射方法
CN210516983U (zh) * 2019-10-14 2020-05-12 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种天通收发天线装置
CN210576430U (zh) * 2019-11-04 2020-05-19 佛山市安捷信通讯设备有限公司 一种新型垂直极化天线
CN111403907A (zh) * 2020-03-23 2020-07-10 西安电子科技大学 一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060064500A (ko) * 2004-12-08 2006-06-13 한국전자통신연구원 이중편파 안테나 및 ｒｆｉｄ 리더기
CN101414707A (zh) * 2008-11-28 2009-04-22 邢红兵 一种新型短背射天线
US20120299789A1 (en) * 2010-01-29 2012-11-29 Daniel Orban Circularly polarized antenna and feeding network
WO2014057464A1 (en) * 2012-10-11 2014-04-17 Tagsys Uhf rfid reader with improved antenna system
CN103904423A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国航空工业第六○七研究所 一种低剖面宽带介质背腔四辐射器天线单元
CN104319463A (zh) * 2014-10-23 2015-01-28 西安爱生技术集团公司 一种双谐振圆极化短背射c波段天线
CN105206936A (zh) * 2015-08-25 2015-12-30 西安电子科技大学 双频嵌套圆极化导航天线
CN106532278A (zh) * 2016-11-17 2017-03-22 华南理工大学 一种抗多径干扰的宽带低轴比gnss天线
CN206742490U (zh) * 2016-11-23 2017-12-12 苏州博海创业微***有限公司 宽带宽波束圆极化天线
CN108155464A (zh) * 2017-12-28 2018-06-12 国网思极神往位置服务（北京）有限公司 一种卫星导航终端天线结构
CN108879091A (zh) * 2018-06-07 2018-11-23 南京理工大学 一种宽带圆极化微带阵列天线
CN210516983U (zh) * 2019-10-14 2020-05-12 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种天通收发天线装置
CN110752442A (zh) * 2019-10-16 2020-02-04 西安空间无线电技术研究所 一种宽波束低宽角轴比圆极化天线单元及其辐射方法
CN210576430U (zh) * 2019-11-04 2020-05-19 佛山市安捷信通讯设备有限公司 一种新型垂直极化天线
CN111403907A (zh) * 2020-03-23 2020-07-10 西安电子科技大学 一种基于非对称偶极子的宽频带低剖面圆极化天线

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RONGLIN LI等: "A Circularly Polarized Short Backfire Antenna Excited by an Unbalance-Fed Cross Aperture", 《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》 *
林昌祿: "圓极化短背射天线的研究", 《成都电讯工程学院学报》 *
陈伟等: "单极化线形智能天线阵小型化技术研究", 《传输与接收》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113937473A (zh) * 2021-09-11 2022-01-14 中国人民武装警察部队工程大学 一种小型圆极化Vivaldi天线、控制方法、移动通信***
CN113937473B (zh) * 2021-09-11 2024-03-29 中国人民武装警察部队工程大学 一种小型圆极化Vivaldi天线、控制方法、移动通信***
CN114976651A (zh) * 2022-04-08 2022-08-30 重庆邮电大学 一种单馈超宽带圆极化宽波束磁电偶极子天线

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