[实用新型]一种X波段宽频带圆极化金属加载介质谐振器天线

说明书

本实用新型提出了一种X波段宽频带圆极化金属加载介质谐振器天线，包括：第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板、介质谐振器和加载金属片，第一介质基板的上方覆盖有金属层并在中心部位开设有十字缝隙，下方设有螺旋微带线；第二介质基板为中空结构，其上方设有第一环形金属覆层；第三介质基板为方形结构，其上方设有第二环形金属覆层；第三介质基板镶嵌于第二介质基板的中心部位；加载金属片嵌套于介质谐振器的外侧。本实用新型的有益效果如下：通过十字缝隙耦合馈电方式获得较好阻抗带宽，通过环形金属覆层和加载金属片拓宽轴比带宽，提高天线增益。具有低剖面、高阻抗带宽、高轴比带宽、较高天线增益，工作频段内圆极化方向有良好稳定性和对称性。

技术领域

本实用新型涉及天线设备技术领域，特别是指一种X波段宽频带圆极化金属加载介质谐振器天线。

背景技术

近年来，圆极化天线在电子侦察、干扰、通信、雷达等领域得到广泛应用。对于介质谐振器天线来说，圆极化已成为现阶段的研究热点之一。介质谐振器天线产生圆极化辐射波的关键是产生极化方向正交、幅度相等、相位相差90°的两个线极化波。基于圆极化的产生机理，目前传统单馈电圆极化的优点是馈电方式灵活、结构简单、无需复杂的馈电网络，缺点是轴比带宽较窄(通常在10％以内)、方向图对称性较差；然而随着集成电路的高速发展，圆极化天线也需要向小型化、地剖面、宽频带方向发展，因此，迫切需要研究一种宽频带圆极化介质谐振器天线。

实用新型内容

本实用新型提出一种X波段宽频带圆极化金属加载介质谐振器天线，解决了现有技术中传统单馈电圆极化轴比带宽较窄、方向图对称性差的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种X波段宽频带圆极化金属加载介质谐振器天线，包括：第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板、介质谐振器和加载金属片，所述第一介质基板的上方覆盖有金属层并在中心部位开设有十字缝隙，所述第一介质基板的下方设有螺旋微带线；所述第二介质基板为中空结构，其上方设有第一环形金属覆层；所述第三介质基板为方形结构，其上方设有第二环形金属覆层；所述第三介质基板镶嵌于所述第二介质基板的中心部位；所述介质谐振器为矩形结构，其与所述第三介质基板粘接；所述加载金属片嵌套于所述介质谐振器的外侧。

作为优选，所述第一介质基板的外部尺寸为30*30mm，所述第二介质基板的外部尺寸为30*30mm、内部尺寸为7*7mm，所述第三介质基板的外部尺寸为7*7mm，所述介质谐振器的尺寸为7*7*6.5mm，所述加载金属片的外形尺寸为14.7*14.7mm；所述螺旋微带线的宽度为1.57mm，长度为8.5mm；所述十字缝隙的长度为12mm、宽度为0.5mm；所述第一环形金属覆层的外部尺寸为10*10mm、内部尺寸为7*7mm；所述第二环形金属覆层的外部尺寸为7*7mm、内部尺寸为6*6mm。

作为优选，所述第一介质基板的相对介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009；所述第二介质基板的材质为Rogers RT/duroid 5880，所述第三介质基板的材质为Rogers TMM10i；所述介质谐振器的材质为Rogers TMM 10i、工作于TE_1δ1模上；所述金属层、所述第一环形金属覆层、所述第二环形金属覆层的材质均为铁，所述加载金属片的材质也为铁。

本实用新型的工作原理如下：

第二介质基板2和第三介质基板3共同组成金属覆层混合介质基板，加载金属片5嵌套于介质谐振器4外侧，与上述金属覆层混合介质基板之间采用空气层隔离，具有一定的引向作用，对天线波束的宽度调节有明显效果，且不影响天线的阻抗匹配效果，能够提高天线增益指标，同时对轴比带宽影响较小；另外，采用方形螺旋微带线加十字缝隙耦合馈电结构，利用传输线的相位延迟特性，在螺旋微带线6与十字缝隙7枝节交汇处得到幅度近似相等、相位顺次差90°的激励信号，再通过十字缝隙7将能量耦合到介质块中，在不同的输入相位情况下激励起两个极化正交的模式，进而实现圆极化特性。