[實用新型]可降互耦毫米波相控陣天線單元

有效

• 申請號: 201320452006.3
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN203386907U
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 張昕;譚世偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及的是一種相控陣天線。具體地說是一種應用于毫米波段固態有源相控陣天線中的可以降低單元間耦合的天線單元。

背景技術

由于無線電通信設備和電子信息設備朝著多功能化，小型化，超寬帶，頻率上移以及與周圍環境友好協調的方向發展，這使得寬頻帶，小型化，高增益，毫米波段天線成為國內外研究的熱點課題之一。它涉及到天線的寬帶阻抗匹配技術，天線的加載技術，天線的電抗補償技術等先進技術和工藝。

近幾年，隨著無線通信事業的大力發展及通信容量的增加，使天線的頻段逐漸由低頻段發展到高頻段。目前已使用的Ku,K,Ka頻段也越來越顯得擁擠。故毫米波段及亞毫米波段的天線設計是天線發展的必然趨勢。隨著T/R組件的小型化及數字化的大力發展，使得固態有源相控陣天線的應用范圍越來越廣。除為了考慮成本外，目前世界上的最先進戰機均采用固態有源相控陣天線的形式，且星載天線也漸漸采用有源相控陣形式。故設計毫米波段固態有源相控陣天線單元是天線發展的一種趨勢。

毫米波段固態有源相控陣天線單元的形式多種多樣，其中最主要的有三種型式:一種是喇叭陣，其陣元隔離度高，性能優良，適合于有源相控陣使用，但其尺寸及重量較大，不適合一些要求小尺寸及低重量的環境中應用；第二種是波導縫隙陣，其非常成熟的設計理念及實際的制作工藝，使其得到一定范圍的應用，但其頻帶較窄，掃描角度有限，對于寬帶大角度的掃描受到制約；第三種是微帶陣，其雖受到效率低，頻帶較窄等制約，但其通過適當的改進，仍可以得到高效率，寬頻帶的天線單元。

對于微帶天線的頻帶，可以有多種途徑來展寬，比如選擇低的介電常數和厚的介質基板，以及對貼片適當的開槽等等。之前，已經提到采用增加寄生貼片來展寬頻帶以及提高增益，以及提出用雙L型探針饋電的形式來提高天線的頻帶和增益。但這些方法比較不理想，比如結構復雜，設計繁瑣，通用性差，加工成本高，且性能存在一定的缺陷，不宜推廣，因此設計一種新型的可以有效的降低單元天線間的互耦的毫米波段固態有源相控陣天線成為一個發展趨勢。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種應用于毫米波段可以降低單元間互耦，且具有剖面低、體積小、結構簡單、易加工、成本低等特點的可降互耦毫米波相控陣天線單元。

本實用新型的目的是這樣實現的：

包括地板、四層介質板、寄生貼片、主輻射貼片、二面金屬墻壁、一個探針和一個矩形貼片；寄生貼片、主輻射貼片和地板均相互平行，且三者的對稱軸重合，寄生貼片位于上層介質板下表面上，主輻射貼片位于中下層介質板上表面；所述矩形貼片位于底層介質板的上表面；所述探針穿過地板、底層介質板，頂端位于底層介質板的上表面，與底層介質板的上表面上的矩形貼片的長邊相切，探針中心軸到矩形貼片長邊的對稱軸的距離和到矩形貼片短邊的對稱軸的距離相等；所述二面金屬墻壁對稱的分布在底層介質板上的矩形貼片的長邊的對立面。

本實用新型還可以包括：

1、所述寄生貼片和主輻射貼片均為正方形片，寄生貼片的邊長小于主輻射貼片的邊長。

2、所述二面金屬墻壁完全覆蓋四層介質板和地板的端面。

3、在地板的下部連接有饋電同軸電纜，同軸電纜的信號線穿過金屬地板后連接到饋電探針上，所述的地板與饋電同軸電纜地線相連接。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點和積極效果：

（1）本實用新型一種新型可降互耦毫米波相控陣天線單元具有在陣列中可以降低單元天線間的互耦、工作頻帶寬（仿真帶寬為48GHz-62GHz）、增益高（工作頻帶內最大增益達10.9dBi）等優點，單元天線完全滿足毫米波段固態有源相控陣天線的要求。

（2）本實用新型一種新型可降互耦毫米波相控陣天線單元由于存在降互耦的兩面金屬墻壁，使在組成4×4的陣列仿真中，可以看到單元間的耦合得到有效的降低，4×4陣列最大仿真增益達到22dBi，在50GHz-60GHz之間增益穩定，仿真平均增益在20dBi以上。

（3）本實用新型一種新型可降互耦毫米波相控陣天線單元還具有剖面低、饋電結構簡單、易加工、成本較低的優點。

本實用新型提供了一種應用于毫米波段固態有源相控陣天線中的可以降低單元間耦合的新型天線單元，其頻率覆蓋范圍為：48GHz----62GHz。

附圖說明

圖1本實用新型型可降互耦毫米波相控陣天線單元的立體圖。

圖2本實用新型可降互耦毫米波相控陣天線單元的正面俯視圖。