[实用新型]一种用于低轨卫星通信的微带天线有效
申请号: | 201520122937.6 | 申请日: | 2015-03-03 |
公开(公告)号: | CN204407507U | 公开(公告)日: | 2015-06-17 |
发明(设计)人: | 詹华伟;温弘;杨豪强;张瑜;高金辉;李巧玉;崔恩强;郑成仪 | 申请(专利权)人: | 河南师范大学 |
主分类号: | H01Q1/38 | 分类号: | H01Q1/38;H01Q1/50 |
代理公司: | 新乡市平原专利有限责任公司 41107 | 代理人: | 路宽 |
地址: | 453007 河*** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 卫星通信 微带 天线 | ||
技术领域
本实用新型属于微带天线技术领域,具体涉及一种用于低轨卫星通信的微带天线。
背景技术
低轨卫星是相对于地球同步轨道卫星,主要指运行于大椭圆轨道上并存在明显近地点的卫星,一般为小重量、短寿命的小型卫星,主要应用于测绘、探测、照相和卫星电话等要求解析精度高、信号衰减小的近地通信、测量场合。低轨道卫星由于存在明显近地点,此时卫星发射的电磁波到达地面直线距离很短,有利于用天线增益较低、发射功率较小的便携设备收发,因此常被用做卫星定位系统(GPS)、便携式卫星电话等低增益天线设备的通信信源或中继站。
微带天线因其可共形、重量轻、低成本、易组装成阵列、易采用微波集成电路加工、易实现圆极化等特点,在卫星通信、航空航天通信和移动通信终端等便携式通信设备中都有广泛应用,尤其适合制作成小体积便携设备的内置天线,但是多数情况下贴片微带天线技术主要用于厘米波、毫米波频段。本实用新型设计了一种适用于低轨卫星通信的特高频频段(分米波)的便携式矩形贴片微带天线,将多数情况下用于厘米波、毫米波的贴片微带天线技术应用到微波波段的低频段,满足了卫星通信终端性能指标和尺寸参数的要求。
发明内容
本实用新型为解决低轨卫星通信中机动、分散的便携通信终端设备收发天线设计问题而提供了一种用于低轨卫星通信的微带天线,该微带天线在满足主要性能指标的前提下尽可能缩减尺寸至可以植入卫星通信中的便携式终端设备,实现了卫星终端的便携化和小型化。本微带天线的主要参数如下:椭圆圆极化场长短轴比dB(Axis Ratio)不差于4dB,最大线径(边长)≤15cm,驻波比ρ≤2,辐射张角≥110°,发射频率398MHz,发射带宽4MHz。
本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案:一种用于低轨卫星通信的微带天线,其特征在于包括正方形介质基片和附着于正方形介质基片上且与正方形介质基片同中心的正方形覆铜贴片,正方形覆铜贴片的对角线与正方形介质基片的对角线位置重合,其中正方形介质基片选用介电常数为10.2、厚度为2.54mm的Rogers板材,正方形介质基片的边长为128.05mm,在正方形介质基片的四个角分别切去直角边长为3.0mm的直角三角形,正方形覆铜贴片的厚度为70μm,边长为117.85mm,在正方形覆铜贴片对称的两个角分别切去直角边长为6.90mm的直角三角形,正方形介质基片四边的中垂线上距离正方形介质基片中心位置26mm处设有贯穿正方形介质基片和正方形覆铜贴片的馈孔,馈孔内导体直径为1.00mm,馈孔外导体内径为2.30mm。
本实用新型是一种适用于低轨卫星通信的特高频频段(分米波)的便携式矩形贴片微带天线,将多数情况下用于厘米波、毫米波的贴片微带天线技术应用到微波波段的低频段,在满足性能指标的同时实现了该频段微带天线的便携化和小型化。
附图说明
图1为理想矩形贴片微带天线的结构示意图;
图2为正方形覆铜贴片的切角尺寸优化曲线;
图3为正方形覆铜贴片的边长优化曲线;
图4为馈孔位置的优化曲线;
图5为本实用新型中用于低轨卫星通信的微带天线的俯视图;
图6为本实用新型中用于低轨卫星通信的微带天线的侧视图;
图7为采用矢量网络分析仪对微带天线的各个参数进行测试的工作频带参数汇总曲线。
图面说明:1、正方形介质基片,2、正方形覆铜贴片,3、馈孔。
具体实施方式
结合附图详细描述本实用新型的具体内容。
本实用新型解决了微带天线的便携化和小型化的问题,为实现这一特性要充分利用一切可能的技术手段来缩小天线尺寸,这样既可以更好地满足设计要求的小尺寸,同时又减少了天线加工材料的面积,进而降低材料成本。
所述的用于低轨卫星通信的微带天线的设计包括以下步骤:
(1)第一层正方形覆铜贴片的覆铜材料为70μm厚度的黄铜,黄铜的导电率差些,不易加工,但硬度较好,可以长期使用,是制成品的首选材料,这里选择黄铜作为覆铜材料是因为其拥有远大于工作频率趋肤深度的厚度,可以通过激光刻蚀技术克服黄铜的加工难题。
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