[發明專利]基于微帶柵格和貼片的共口徑雙頻帶陣列天線

有效

• 申請號: 201910539116.5
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110380199B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 徐光輝;彭宏利;張躍平;尹文言
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q7/00;H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q21/30
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種基于微帶柵格和貼片的共口徑雙頻帶陣列天線，包括：天線輻射體、介質基板以及地平面；所述天線輻射體平行設置于所述介質基板的上表面；所述地平面平行設置于所述介質基板的下表面；所述天線輻射體包括：多個微帶矩形環組成的柵格陣列天線和多個微帶矩形貼片組成的貼片陣列天線，每個所述貼片陣列天線對應設置于一個所述微帶矩形環中；所述天線輻射體采用差分同軸饋電。本發明的天線輻射體具有共口徑，集成，尺寸小和雙頻帶工作等優點。通過將柵格陣列天線和矩形貼片天線進行共口徑設計，形成一個雙頻帶共口徑微帶陣列天線。其中貼片單元與其兩邊的寄生單元可以提高低頻段工作的柵格陣列天線的工作帶寬。

技術領域

本發明涉及天線微波技術領域，具體地，涉及基于微帶柵格和貼片的共口徑雙頻帶陣列天線。

背景技術

天線作為通信設備電路信號與空間輻射電磁波的轉換器，是空間無線通信的橋梁，其特性接影響無線網絡的性能。隨著5G時代的到來，移動通信網絡對天線的性能提出了更高的要求。

由于5G通信需要向下兼容，未來存在著多種頻段共存的局面，即除了具備覆蓋傳輸的高頻段，還需要對2G、3G、4G的頻段進行支持。考慮到移動終端向“小”和“薄”發展的趨勢，覆蓋低頻波段的天線需要具有小型化、多頻段的特點，以最少的天線覆蓋所有波段尤為重要。當前關于多頻段小型化天線體積進一步縮小以及頻段進一步拓展是全球研究的熱點與難點。

公開號CN103606745A的專利公開了一種低剖面緊湊型雙頻段雙極化共口徑微帶天線，由雙層雙面敷銅微波介質板組成，上層介質板上表面通過腐蝕工藝形成所需雙頻天線陣列及Ku頻段天線饋電網絡，下表面在接地板開L型耦合縫隙。Ka頻段天線饋電網絡位于下層介質板下層，通過縫隙對天線進行耦合饋電。天線覆蓋的兩個頻率分別是Ka頻段和Ku頻段。

而柵格陣列天線和貼片天線從前都是獨立開發設計應用，目前并沒有基于二者的共口徑雙頻帶設計。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于微帶柵格和貼片的共口徑雙頻帶陣列天線。

根據本發明提供的一種基于微帶柵格和貼片的共口徑雙頻帶陣列天線，包括：天線輻射體、介質基板1以及地平面2；

所述天線輻射體平行設置于所述介質基板1的上表面；

所述地平面2平行設置于所述介質基板1的下表面；

所述天線輻射體包括：多個微帶矩形環組成的柵格陣列天線3和多個微帶矩形貼片組成的貼片陣列天線，每個所述貼片陣列天線對應設置于一個所述微帶矩形環中；

所述天線輻射體采用差分同軸饋電。

優選地，設空間直角坐標系o-xyz包括：原點o、x軸、y軸、z軸；

所述介質基板1、所述地平面2平行于空間直角坐標系o-xyz的xoy面；

多個所述微帶矩形環沿空間直角坐標系y軸方向交錯排列組成柵格陣列；

多個所述微帶矩形貼片沿空間直角坐標系x軸方向排列組成所述貼片陣列天線。

優選地，所述貼片陣列天線包括：

居中設置于所述微帶矩形環中的矩形貼片單元5；

擴展低頻段帶寬的寄生單元(6)，設置于所述矩形貼片單元(5)兩個短邊外側。

優選地，所述微帶矩形環的短邊寬度s_w＝1mm，長邊寬度l_w＝0.8mm，短邊長度s＝4.5mm，長邊長度l＝9.4mm，所述微帶矩形環的短邊與y軸平行，長邊與x軸平行；

所述矩形貼片單元5的短邊寬度p_y＝2mm，長邊寬度p_x＝2.45mm；