[發明專利]一種實現邊射和端射功能的多層介質天線

有效

• 申請號: 201710902343.0
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107623184B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 楊銳;閆詩義;高東興;師阿元;汪晶
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q13/08
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 韋全生;王品華

1.一種實現邊射和端射功能的多層介質天線，其特征在于：包括同心圓多層介質板和饋源；所述同心圓多層介質板，由邊射相位補償介質板(1)和端射相位校準介質板(2)組成，其中邊射相位補償介質板(1)由位于圓心的圓形介質板和與該圓形介質板同心的多個圓環形介質板嵌套而成，且該邊射相位補償介質板(1)中各介質板的相對介電常數從圓心沿徑向方向依次遞減；所述端射相位校準介質板(2)采用圓環形結構，嵌套在邊射相位補償介質板(1)最外層，該端射相位校準介質板(2)含有至少一個缺口，缺口中嵌有由多個線性排布介質塊組成的端射增益校準模塊(4)；所述同心圓多層介質板的下表面印制有金屬平板(3)；所述饋源包括矩形波導(6)和至少一個微帶天線單元(5)，其中微帶天線單元(5)固定在同心圓多層介質板的徑向焦點位置，且其最大輻射方向對準端射增益校準模塊(4)中心，矩形波導(6)通過支架(7)固定在邊射相位補償介質板(1)的軸向焦點位置。

2.根據權利要求1所述的實現邊射和端射功能的多層介質天線，其特征在于：所述同心圓多層介質板，其多個圓環形介質板的數量大于等于3，且多個圓環形介質板和端射相位校準介質板(2)高度和寬度均相同。

3.根據權利要求1所述的實現邊射和端射功能的多層介質天線，其特征在于：所述邊射相位補償介質板(1)，其圓形介質板和與該圓形介質板同心的多個圓環形介質板的相對介電常數通過如下公式確定：

其中，L表示邊射相位補償介質板軸向焦距，D表示邊射相位補償介質板的厚度，Q_i表示從圓心沿徑向方向的第i層圓環形介質板到同心圓多層介質板圓心的徑向距離，λ₀表示空氣中電磁波波長，λ₁表示圓形介質板內電磁波波長，λ_ri表示邊射相位補償介質板中從圓心沿徑向方向的第i層圓環形介質板中電磁波波長。

4.根據權利要求1所述的實現邊射和端射功能的多層介質天線，其特征在于：所述的端射增益校準模塊(4)，其包含的多個線性排布介質塊的相對介電常數通過如下公式確定：

其中，r₁表示邊射相位補償介質板內環半徑，r表示邊射相位補償介質板外環半徑，q為端射相位校準介質板的半徑，λ_ri′表示端射增益校準模塊從中間到兩側第i個介質塊中電磁波波長，λ₂表示端射增益校準模塊中間介質塊中電磁波波長,λ₃表示所取等相位線中心所在圓環形介質板位置處電磁波波長，e表示所取等相位線在端射相位校準介質板中的點到圓心的徑向距離，h表示所取等相位線在端射相位校準介質板中的點到邊射相位補償介質板圓心與端射增益校準模塊中心連線的距離。

5.根據權利要求1所述的實現邊射和端射功能的多層介質天線，其特征在于：所述微帶天線單元(5)，其固定在端射增益校準模塊(4)中心和邊射相位補償介質板圓心的連接線的延長線上。

6.根據權利要求1所述的實現邊射和端射功能的多層介質天線，其特征在于：所述矩形波導(6)，其最大輻射方向對準邊射相位補償介質板圓心。