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1、(10)申请公布号 CN 104300210 A (43)申请公布日 2015.01.21 CN 104300210 A (21)申请号 201410499616.8 (22)申请日 2014.09.25 H01Q 1/36(2006.01) (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼 2 号 (72)发明人 王宗新 樊大朋 褚家美 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 32204 代理人 李晓 (54) 发明名称 宽波束微带贴片天线 (57) 摘要 本发明涉及一种加载导体柱的宽波束微带贴 片天线， 从下往上依次为 ： 金属接地板、 空气层。
2、、 介质层、 微带贴片， 在微带贴片四周环绕分布金属 导体柱， 通过金属导体柱下端的螺纹将金属导体 柱固定在接地板上。接地板和介质板之间设有 4 对尼龙垫片用于支撑介质板， 从而生成空气层。 本 发明所述的宽波束微带贴片天线， 保持了普通微 带贴片天线固有的成本低、 重量轻、 易于与载体共 形、 可与电路模块集成设计等优点， 并可以产生较 宽的辐射 （接收） 波束， 在卫星导航系统中用重要 的应用价值。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图3页 (10)申请公布号 。
3、CN 104300210 A CN 104300210 A 1/1 页 2 1. 一种宽波束微带贴片天线， 其特征在于 ： 包括金属接地板 （1） 、 介质基板 （2） 、 印刷在 介质板 （2） 上的微带贴片 （3） 和至少 4 根高度相同的金属导体柱 （4） ， 金属导体柱 （4） 在微 带贴片 （3） 的每一边上至少设置 1 根， 金属导体柱 （4） 的下端设有螺纹， 金属导体柱穿过介 质基板固定在金属接地板 （1） 上设置的螺孔中。 2.根据权利要求1所述的宽波束微带贴片天线， 其特征在于 ： 在金属接地板 （1） 和介质 基板 （2） 的四个角对应位置上设置固定位置的孔， 固定螺钉 。
4、（6） 穿过孔将两者固定。 3. 根据权利要求 1 所述的宽波束微带贴片天线， 其特征在于 ： 还包括尼龙垫片 （5） ， 尼 龙垫片 （5） 设置在在金属接地板 （1） 和介质基板 （2） 之间的四个角上， 在尼龙垫片 （5） 中央 设置可被固定螺钉 （6） 穿过的孔。 权 利 要 求 书 CN 104300210 A 2 1/2 页 3 宽波束微带贴片天线 技术领域 ： 0001 本发明涉及一种可用于卫星导航系统的低成本、 宽波束天线。 背景技术 0002 随着卫星技术的发展， 卫星导航已经在军事和民用领域得到了广泛应用。目前全 球投入商业应用的导航系统有 ： 美国的全球定位系统(Glob。
5、al Positioning System)、 俄罗 斯的全球导航卫星系统 (Global Navigation System)、 欧洲的伽利略卫星导航系统和中国 的北斗卫星导航系统。 0003 卫星导航系统对天线辐射波束宽度有严格的要求。 当卫星所处位置低于地面接收 天线的特定俯仰角时， 到达天线的信号会因为多径衰落等原因而变得极其微弱， 从而导致 地面系统停止接收信号。 所以， 通常要求地面接收系统的天线在整个上半球空间内， 大致具 备均匀的辐射响应， 即要求卫星导航天线的半功率波束宽度 (HPBW) 必须足够宽。 0004 微波应用系统中最常用的天线形式是微带贴片天线。与其他形式的天线相。
6、比， 微 带贴片天线具有尺寸小、 重量轻、 易于与载体共形、 可与电路模块集成设计以及适合大规模 生产和低成本等优势。但是， 普通微带贴片天线的辐射 ( 接收 ) 波束较窄， 难以满足卫星导 航天线的宽波束要求。 0005 本发明对普通微带贴片天线结构进行改进， 在微带贴片的四周加载导体柱， 可以 有效拓宽天线辐射波束的宽度， 并保持微带贴片天线固有的优点。 发明内容 ： 0006 本发明涉及一种加载导体柱的微带贴片天线， 该天线除了具有普通微带贴片天线 的固有优点， 还具有宽波束的特点。 0007 本发明采用如下技术方案 ： 0008 一种宽波束微带贴片天线包括金属接地板、 介质基板、 印刷。
7、在介质板上的微带贴 片和至少4根高度相同的金属导体柱， 金属导体柱在微带贴片的每一边上至少设置1根， 金 属导体柱的下端设有螺纹， 金属导体柱穿过介质基板固定在金属接地板上设置的螺孔中。 0009 在金属接地板和介质基板的四个角对应位置上设置固定位置的孔， 固定螺钉穿过 孔将两者固定。 0010 还包括尼龙垫片， 尼龙垫片设置在在金属接地板和介质基板之间的四个角上， 在 尼龙垫片中央设置可被固定螺钉穿过的孔。 0011 本发明所提的宽波束微带贴片天线具有普通微带贴片天线的优点， 并且与普通微 带贴片天线相比， 辐射的波束更宽。图 4 中给出了本发明所提的宽波束微带贴片天线和普 通微带贴片天线的。
8、 E 面 (E-plane) 及 H 面 (H-plane) 辐射方向图仿真曲线， with post 和 no post 分别对应加载了导体柱的宽波束微带贴片天线 ( 即本发明所述天线 ) 的辐射方向 图和普通微带贴片天线 ( 无导体柱 ) 的辐射方向图。从图 4 可以看到， 本发明所提的宽波 束微带贴片天线的辐射波束宽度远宽于普通微带贴片天线的辐射波束宽度。 说 明 书 CN 104300210 A 3 2/2 页 4 附图说明 0012 图 1 是本发明结构示意图。 0013 图 2 是金属接地板示意图。 0014 图 3 是介质基板示意图。 0015 图 4 是本发明中的宽波束微带贴片。
9、天线的辐射方向图与普通微带贴片天线的辐 射方向图的对比示意图。 0016 图 5 是宽波束微带贴片天线背面与 SMA 接头连接示意图。 0017 图 6 是用同轴线给贴片天线馈电的馈电点示意图。 具体实施方式 0018 下面结合说明书附图对本发明进行进一步详述 ： 0019 本发明涉及一种宽波束微带贴片天线， 包括 ： 金属接地板 1、 介质基板 2、 印刷在介 质基板表面的微带贴片 3、 金属导体柱 4、 尼龙垫片 5 及固定螺钉 6。金属接地板 1 和介质基 板 2 之间设有尼龙垫片 5， 使得金属接地板 1 和介质基板 2 存在一定高度的空气层。金属导 体柱 4 设置在微带贴片 3 的四。
10、周且在微带贴片的每一边上至少设置 1 根， 金属导体柱 4 的 下端设有螺纹， 其穿过介质基板2上的金属化孔(Plated Through Hole-PTH)后， 固定到金 属接地板 1 的螺孔 (Screw Hole-SH) 中。 0020 下面引入一个使用本发明的具体实例 ： 0021 实施例 1 ： 采用同轴线馈电， 在接地板上加工圆形通孔用于安装 SMA 接头， 如图 5 所示。SMA 接头的探针从接地板的圆孔插入， 穿过介质板连到微带贴片上， 探针与微带贴片 的连接处为馈电点 (Feed point)， 如图 6 所示。 说 明 书 CN 104300210 A 4 1/3 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104300210 A 5 2/3 页 6 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104300210 A 6 3/3 页 7 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 104300210 A 7 。