[發(fā)明專(zhuān)利]一種高增益毫米波圓極化陣列天線(xiàn)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710950522.1
• 申請(qǐng)日: 2017-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107749520B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李融林;趙志成;崔悅慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q21/06
• 分類(lèi)號(hào): H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q1/38;H01Q1/52
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開(kāi)了一種高增益毫米波圓極化陣列天線(xiàn)，由輻射體陣列、饋電網(wǎng)絡(luò)、饋電探針構(gòu)成。其中輻射體陣列包括第一介質(zhì)基板、以及印制于第一介質(zhì)基板上下側(cè)面的第一金屬層以及第二金屬層，其中饋電網(wǎng)絡(luò)包括第三介質(zhì)基板、以及印制于第三介質(zhì)基板上下側(cè)面的第三金屬層與第四金屬層，輻射體陣列與饋電網(wǎng)絡(luò)之間填充第二介質(zhì)基板，饋電探針貫穿于三層介質(zhì)基板并與第一金屬層以及第四金屬層相接。本發(fā)明設(shè)計(jì)了基于基片集成波導(dǎo)為饋電網(wǎng)絡(luò)與傳輸線(xiàn)的毫米波圓極化天線(xiàn)，具有較高的增益與軸比帶寬，能減少加工的復(fù)雜度的同時(shí)提高天線(xiàn)的性能穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種毫米波天線(xiàn)，特別涉及一種通過(guò)基片集成波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)饋電且輻射體與饋電網(wǎng)絡(luò)之間通過(guò)金屬板隔離的高增益毫米波圓極化陣列天線(xiàn)，可應(yīng)用于移動(dòng)通信的終端天線(xiàn)，家庭基站，及移動(dòng)探測(cè)天線(xiàn)中。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速發(fā)展，特別是個(gè)人移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，低頻無(wú)線(xiàn)頻譜資源逐漸枯竭。為實(shí)現(xiàn)高速寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，勢(shì)必需要開(kāi)發(fā)高頻無(wú)線(xiàn)頻譜資源。毫米波(30～300GHz)由于其波長(zhǎng)短，帶寬寬，干擾小等優(yōu)點(diǎn)，可有效地解決高速無(wú)線(xiàn)寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)中所面臨的諸多問(wèn)題，因此毫米波成為下一代移動(dòng)通信(5G)及未來(lái)的移動(dòng)通信的重要候選頻段。為了更快的突破毫米波通信的關(guān)鍵技術(shù)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于毫米波通信的天線(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)也正如火如荼的進(jìn)行。

雖然毫米波天線(xiàn)的研究在國(guó)際上有一定的進(jìn)展，但是毫米波圓極化陣列天線(xiàn)依然不多，其中的結(jié)構(gòu)更是復(fù)雜，需要多層加工，勢(shì)必需要更高的工藝，且工藝復(fù)雜所帶來(lái)的加工誤差也越大，那么性能也不穩(wěn)定，同時(shí)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與工藝不利于天線(xiàn)與器件的集成與產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種高增益毫米波圓極化陣列天線(xiàn)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

一種高增益毫米波圓極化陣列天線(xiàn)，包括四層金屬層、三層介質(zhì)基板、以及若干根饋電探針。

三層介質(zhì)基板依次分別為第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板以及第三介質(zhì)基板。所述的第一介質(zhì)基板的上側(cè)面印制有第一金屬層、下側(cè)面印制有第二金屬層，所述的第三介質(zhì)基板的上側(cè)面印制有第三金屬層、下側(cè)面印制有第四金屬層，所述的第二介質(zhì)基板位于所述的第二金屬層和所述的第三金屬層之間。

其中，所述的第一金屬層的一側(cè)蝕刻有16個(gè)輻射單元，呈4*4陣列的方式排列。每個(gè)輻射單元均包括主輻射環(huán)、寄生輻射環(huán)、匹配圓環(huán)。

所述的第二金屬層印制于第一介質(zhì)基板的下側(cè)面，第二金屬層一側(cè)蝕刻16個(gè)第一圓孔。

上述第一金屬層、第二金屬層以及第一介質(zhì)基板構(gòu)成輻射體陣列。

其中，所述的第三金屬層印制于第三介質(zhì)基板的上側(cè)面，第三金屬層一側(cè)蝕刻有16個(gè)第二圓孔；所述的第四金屬層印制于第三介質(zhì)基板的下側(cè)面，第四金屬層一側(cè)蝕刻有矩形環(huán)狀縫隙；所述的金屬化盲孔嵌于第三介質(zhì)基板中，一端與第三金屬層相接，另一端與第四金屬層相接。

第二金屬層與第三金屬層之間填充有第二介質(zhì)基板。

16根饋電探針穿插于第一金屬層與第四金屬層之間。一端與主輻射環(huán)相接，并與匹配圓環(huán)同心，另一端與第四金屬層相接。16根饋電探針?lè)謩e穿過(guò)第二金屬層的16個(gè)第一圓孔，并穿過(guò)第三金屬層的16個(gè)第二圓孔。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

1)本發(fā)明由于第二金屬層與第三金屬層的隔離，很大程度上減少了饋電網(wǎng)絡(luò)的輻射對(duì)輻射體單元的輻射影響。

2)本發(fā)明通過(guò)饋電探針的方式直接饋電，相對(duì)于其他方式的耦合饋電，提高了天線(xiàn)的穩(wěn)定性。

3)本發(fā)明通過(guò)耦合單元將電磁波從矩形波導(dǎo)接頭引入饋電網(wǎng)絡(luò)中，該方式具有較好的阻抗帶寬。