CN212783801U - 一种l波段相控阵天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种L波段相控阵天线，包括多个微带天线，每个微带天线均包括上、下两层PCB板和与所述上、下两层PCB板四周相连的金属支架，其中，上层PCB板包括上介质基板和设于所述上介质基板上端面的上层辐射贴片；下层PCB板包括PCB基板、设于所述PCB基板上端面的金属接地板、设于所述金属接地板上端面的下介质基板和设于所述下介质基板上端面的导体贴片，所述PCB基板、金属接地板、下介质基板上均设有彼此连通的金属过孔；所述PCB基板下表面设有同轴探针，所述同轴探针通过所述金属过孔与所述导体贴片相连。本实用提出的L波段相控阵天线，结构简单，加工容易，在实现较高天线增益的同时，成本和重量都相对较小。

Description

一种L波段相控阵天线

技术领域

本实用新型涉及阵列天线技术领域，具体而言，涉及一种L波段相控阵天线。

背景技术

在无线通信***中，高增益天线始终是雷达、通信、遥感遥测、空间技术等诸多领域研究者们孜孜不倦追求的目标。其中，平面天线因具有较低的剖面、较低成本、重量轻、易于***集成等优点，被广泛应用于各种无线通信***中，微带天线的关注度最高。但是单个微带天线增益偏低，存在介质损耗和表面波损耗，辐射效率较低。在应用时需要较多的单元构成大型平面阵列天线，这样会使得馈电网络复杂，馈线损耗变大，最终也会造成天线增益的显著下降。因此，研究高增益的天线单元和低损耗的馈电网络对实现高效率的发射天线是非常有意义的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种L波段相控阵天线，该天线在实现较高天线增益的同时，还能实现低成本、低剖面和低重量。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种L波段相控阵天线，包括多个微带天线，每个微带天线均包括上、下两层PCB板和与所述上、下两层PCB板四周相连的金属支架，其中，

上层PCB板包括上介质基板和设于所述上介质基板上端面的上层辐射贴片；

下层PCB板包括PCB基板、设于所述PCB基板上端面的金属接地板、设于所述金属接地板上端面的下介质基板和设于所述下介质基板上端面的导体贴片，所述PCB基板、金属接地板、下介质基板上均设有彼此连通的金属过孔；

所述PCB基板下表面设有同轴探针，所述同轴探针通过所述金属过孔与所述导体贴片相连。

根据一种优选实施方式，所述上层PCB板、下层PCB板和金属支架三者形成一腔体，所述腔体内设为空气介质。

根据一种优选实施方式，所述金属支架的底部设有安装固定孔位，所述安装固定孔位具有与所述金属支架底部相连的第一端、与所述金属支架竖直方向相垂直的第二端和设于所述第一端和第二端之间的曲面过渡段，所述第二端上开设有安装孔。

根据一种优选实施方式，所述金属支架的上下两端均开设有卡槽，所述上、下两层PCB板四周对应所述卡槽均设有凸起，所述上、下两层PCB板均与所述金属支架卡接。

根据一种优选实施方式，所述上层PCB板与所述金属支架顶部的水平方向平齐，所述安装固定孔位中的第二端与所述金属支架底部的水平方向平齐。

根据一种优选实施方式，所述导体贴片包括下层辐射贴片和与所述下层辐射贴片电连接的微带馈线，所述微带馈线设于所述下层辐射贴片的一侧，所述同轴探针***所述金属过孔的端部与所述微带馈线连接。

根据一种优选实施方式，所述上层辐射贴片和下层辐射贴片均为方形，所述上层辐射贴片的面积小于所述上介质基板的面积，所述下层辐射贴片的面积小于所述下介质基板的面积。

根据一种优选实施方式，所述同轴探针与所述PCB基板垂直。

根据一种优选实施方式，多个所述微带天线并排设置并通过所述金属支架彼此相连。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本实用提出的L波段相控阵天线，其剖面仅为中心频率对应波长的13分之1；通过特殊可焊接折弯件支撑采用低成本材料的上下两层PCB板，降低成本的同时还降低了重量，结构简单，加工容易。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的微带天线的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的下层PCB板结构示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的阵列天线结构示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的金属支架结构示意图；

图标：1-上层PCB板，101-上层辐射贴片，102-上介质基板，2-下层PCB板，3-金属支架，4-PCB基板，5-金属接地板，6-安装固定孔位，7-凸起，8-下层辐射贴片，9-微带馈线，10-射频接头，11-馈电点，12-下介质基板，13-卡槽。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1-4所示，一种L波段相控阵天线，包括多个微带天线，每个微带天线均包括上、下两层PCB板和与所述上、下两层PCB板四周相连的金属支架3，可选的，金属支架3为传统机加工铝材可焊接折弯件，其中，上层PCB板1包括上介质基板102和设于所述上介质基板102上端面的上层辐射贴片101；下层PCB板2包括PCB基板4、设于所述PCB基板4上端面的金属接地板5、设于所述金属接地板5上端面的下介质基板12和设于所述下介质基板12上端面的导体贴片，所述PCB基板4、金属接地板5、下介质基板12上均设有彼此连通的金属过孔；所述PCB基板4下表面设有同轴探针，金属过孔的直径大于同轴探针的直径，金属过孔孔壁和同轴探针之间填充有绝缘材料，以保持两者绝缘，所述同轴探针通过所述金属过孔与所述导体贴片相连。可选的，上下层PCB板采用旺灵板材取代Rogers板材进一步降低了材料成本。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述上层PCB板1、下层PCB板2和金属支架3三者形成一腔体，所述腔体内设为空气介质，天线采用空气介质大大提高了天线效率和天线增益；以及由金属支架3对上层PCB板1和下层PCB板2实现固定，降低了安装固定对天线的损坏，优化了天线性能。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述金属支架3的底部设有安装固定孔位6，所述安装固定孔位6具有与所述金属支架3底部相连的第一端、与所述金属支架3竖直方向相垂直的第二端和设于所述第一端和第二端之间的曲面过渡段，所述第二端上开设有安装孔，通过所述安装固定孔能够在固定安装孔的同时将安装固定孔位6固定，以此实现阵列天线的安装，提高了天线安装的稳固程度。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述金属支架3的上下两端均开设有卡槽13，所述上、下两层PCB板四周对应所述卡槽13均设有凸起7，所述上、下两层PCB板均与所述金属支架3卡接，其中，凸起7和卡槽13匹配以使得提高上、下层PCB板2与金属支架3连接的稳固性，可选的，凸起7和卡槽13可以通过焊接、粘接等方式以此提高连接的稳固程度，可选的，上层PCB板1、下层PCB板2和金属支架3三者形成得腔体为密闭结构。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述上层PCB板1与所述金属支架3顶部的水平方向平齐，即上层PCB板1的上表面与金属之间顶部处于同一水平方向上；所述安装固定孔位6中的第二端与所述金属支架3底部的水平方向平齐，可选的，金属支架3的厚度大于上、下层PCB板2的厚度，即当通过安装固定孔位6实现天线安装时，下层PCB板2的下表面与物体表面之间留有间隙，以此减少天线可能受到的震动对其造成损坏。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述导体贴片包括下层辐射贴片8和与所述下层辐射贴片8电连接的微带馈线9，可选的，下层辐射贴片8设于下介质基板12上表面的中心位置，下层辐射贴片8为长方形，所述微带馈线9设于所述下层辐射贴片8的一侧，可选的，微带馈线9设于下层辐射贴片8的长度方向上并向下介质基板12的边侧延伸；所述同轴探针***所述金属过孔的端部与所述微带馈线9连接，同轴探针与微带馈线9的相连接处即为馈电点11，馈电点11的位置决定天线的工作频率范围，若移动馈电点11的位置，天线工作频率范围也随之改变，在本实施例中，天线的频率范围为1-2GHz，波长范围为300.00-150.00mm，在本实施例中，剖面仅为中心频率对应波长的13分之1。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述上层辐射贴片101和下层辐射贴片8均为方形，所述上层辐射贴片101的面积小于所述上介质基板102的面积，所述下层辐射贴片8的面积小于所述下介质基板12的面积，可选的，上、下层辐射贴片8和金属接地板5均采用双面印制电路板工艺实现，可选的，金属接地板5的长度、宽度和厚度均比上、下层辐射贴片8大，在本实施例中，上、下层辐射贴片8和金属接地板5的材料是高导电率金属或表面镀有高导电率金属的材料，本实施例中使用金属铜，上、下层辐射贴片8和金属接地板5均处于同一竖直方向上且平行。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述同轴探针与所述PCB基板4垂直，同轴探针一端与导体贴片相连，另一端设有射频接头10，射频接头10设于下层PCB板2下表面并与下层PCB板2相连接。

作为本实用新型的一种技术优化方案，多个所述微带天线并排设置并通过所述金属支架3彼此相连，可选的，金属支架3通过焊接等方式彼此相连以组成天线阵列，从而提高天线增益，实现低损耗阵列馈电。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种L波段相控阵天线，其特征在于：包括多个微带天线，每个微带天线均包括上、下两层PCB板和与所述上、下两层PCB板四周相连的金属支架(3)，其中，

上层PCB板(1)包括上介质基板(102)和设于所述上介质基板(102)上端面的上层辐射贴片(101)；

下层PCB板(2)包括PCB基板(4)、设于所述PCB基板(4)上端面的金属接地板(5)、设于所述金属接地板(5)上端面的下介质基板(12)和设于所述下介质基板(12)上端面的导体贴片，所述PCB基板(4)、金属接地板(5)、下介质基板(12)上均设有彼此连通的金属过孔；

所述PCB基板(4)下表面设有同轴探针，所述同轴探针通过所述金属过孔与所述导体贴片相连。

2.如权利要求1所述的L波段相控阵天线，其特征在于，所述上层PCB板(1)、下层PCB板(2)和金属支架(3)三者形成一腔体，所述腔体内设为空气介质。

3.如权利要求1所述的L波段相控阵天线，其特征在于，所述金属支架(3)的底部设有安装固定孔位(6)，所述安装固定孔位(6)具有与所述金属支架(3)底部相连的第一端、与所述金属支架(3)竖直方向相垂直的第二端和设于所述第一端和第二端之间的曲面过渡段，所述第二端上开设有安装孔。

4.如权利要求3所述的L波段相控阵天线，其特征在于，所述金属支架(3)的上下两端均开设有卡槽(13)，所述上、下两层PCB板四周对应所述卡槽(13)均设有凸起(7)，所述上、下两层PCB板均与所述金属支架(3)卡接。

5.如权利要求3所述的L波段相控阵天线，其特征在于，所述上层PCB板(1)与所述金属支架(3)顶部的水平方向平齐，所述安装固定孔位(6)中的第二端与所述金属支架(3)底部的水平方向平齐。

6.如权利要求1所述的L波段相控阵天线，其特征在于，所述导体贴片包括下层辐射贴片(8)和与所述下层辐射贴片(8)电连接的微带馈线(9)，所述微带馈线(9)设于所述下层辐射贴片(8)的一侧，所述同轴探针***所述金属过孔的端部与所述微带馈线(9)连接。

7.如权利要求6所述的L波段相控阵天线，其特征在于，所述上层辐射贴片(101)和下层辐射贴片(8)均为方形，所述上层辐射贴片(101)的面积小于所述上介质基板(102)的面积，所述下层辐射贴片(8)的面积小于所述下介质基板(12)的面积。

8.如权利要求1所述的L波段相控阵天线，其特征在于，所述同轴探针与所述PCB基板(4)垂直。

9.如权利要求1所述的L波段相控阵天线，其特征在于，多个所述微带天线并排设置并通过所述金属支架(3)彼此相连。

Images