[實用新型]一種超緊湊的微帶貼片陣列天線

有效

• 申請號: 201621347448.1
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN206313126U
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 高喜;喬瑋
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q13/08;H01Q21/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本實用新型涉及天線技術領域，具體涉及一種超緊湊的微帶貼片陣列天線。

背景技術

隨著現代無線通信系統的發展，無線終端一直朝著小型化的方向發展。對于安裝在移動設備終端的微帶陣列天線，我們必須通過減小單元尺寸或者減少單元之間的間距來適應這種有限空間。但是，陣列天線單元間距的減小，最直接的影響就是會使天線陣元間的耦合增大。一個單元的能量可以通過介質板、自由空間等媒介來與周圍陣元產生互耦。這種互耦的存在將會對天線陣的輻射性能產生系列影響，如方向圖畸變、諧振點偏移、信噪比降低等。

目前，降低天線陣列間的互耦工作主要是從兩個方面分析：1，通過改變天線本身的幾何結構或者陣列單元的排布方式來使得天線陣元間的耦合降低；2，通過在相鄰輻射貼片之間加載額外的結構，形成電磁波傳輸的禁帶，從而實現互耦抑制。但是，這些方法很難實現超緊湊型天線陣列(如相鄰貼片之間的距離小于λ/10)。

此外，要實現天線整體結構的小型化，饋電網絡的尺寸應與輻射貼片陣列做相應的壓縮。通常，為了實現等幅同相饋電，陣列天線的饋電網絡充當功分器和相移器的雙重功能。而傳統意義上的移相器通常是采用相位累積的方法來實現，這不利于實現天線系統的小型化。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是現有陣列天線存在尺寸大和單元隔離度差的問題，提供一種超緊湊的微帶貼片陣列天線。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種超緊湊的微帶貼片陣列天線，包括介質板、天線陣列和金屬地板；其中天線陣列和金屬地板設置在介質板上；其中天線陣列由2個以上的天線陣列單元組成，每個天線陣列單元包括饋線和輻射貼片；每2個天線陣列單元的輻射貼片之間設有一去耦網絡，且該去耦網絡與這2個輻射貼片之間均留有一定的間隙；每個去耦網絡為2個相互對插的左梳齒和右梳齒所構成的叉指結構；其中左梳齒和右梳齒的結構相同，且兩者相互獨立；所述左梳齒和右梳齒均由指節連接線和位于指節連接線同一側的2個以上的指節構成，指節的延伸方向與指節連接線的延伸方向垂直；左梳齒的指節位于指節連接線的右側；右梳齒的指節位于指節連接線的左側。

上述方案中，每個去耦網絡的左梳齒的指節和右梳齒的指節相互交替間隔設置。

上述方案中，指節連接線的長度長于所有指節并排后所形成的長度。

上述方案中，去耦網絡與輻射貼片位于介質板的同一層。

上述方案中，饋線為微帶式饋線、背饋式饋線或底饋式饋線。

上述方案中，天線陣列單元的饋線上設有至少1個復合左右手移相單元；每個復合左右手移相單元由交指電容、細微帶線和金屬過孔組成；交指電容串設在饋線上，金屬過孔設置在饋線的附近，交指電容和金屬過孔通過細微帶線連接。

上述方案中，不同饋線上的復合左右手移相單元的個數依次變化。

上述方案中，天線陣列單元的饋線與饋源之間設有至少1個T型結。

與現有技術相比，本實用新型具有如下特點：

1.對于不同工作頻段的天線陣，可以通過調整去耦網絡的尺寸參數來提高陣元間的隔離度；

2.利用所提出結構降低陣元間的電磁互耦，能夠將陣元間的距離壓縮到小于0.08倍波長，達到小型化目的；

3.利用復合左右手傳輸線移相器，能夠解決傳統彎折線構成的移相器所占空間較大的問題。

附圖說明

圖1為一種超緊湊的微帶貼片陣列天線的立體結構示意圖。

圖2為去耦網絡的示意圖。

圖3為復合左右手移相單元的示意圖。

圖4為加載去耦網絡和未加載去耦網絡的陣列天線反射系數S11與耦合系數S21對比圖(虛線為仿真，實線為實測)；(a)為未加載去耦網絡的天線陣列，(b)為加載去耦網絡的天線陣列。

圖5為一種超緊湊的微帶貼片陣列天線及小型化饋電網絡整體S參數仿真與實測對比圖(虛線為仿真，實線為實測)。

圖6為一種超緊湊的微帶貼片陣列天線及小型化饋電網絡整體歸一化的遠場方向圖(虛線為仿真，實線為實測)；(a)為H面，(b)為E面。

圖中標號：1、介質板；2-1、指節；2-2、指節連接線；3-1、饋線；3-2、輻射貼片；4、T型結；5-1、交指電容；5-2細微帶線；5-3、金屬過孔；6、金屬地板。

具體實施方式

一種超緊湊的微帶貼片陣列天線，如圖1所示，由介質板1、天線陣列、金屬地板6、去耦網絡和饋電網絡組成。