[實(shí)用新型]一種圓極化基片集成介質(zhì)天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921148977.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN210092348U
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒倩;翟國(guó)華;冀曉陽;丁軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q15/24
• 代理公司: 上海藍(lán)迪專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本實(shí)用新型公開了一種圓極化基片集成介質(zhì)天線，它的工作頻段是V波段，該天線包括分布在下層介質(zhì)基板的半模基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和分布在上層介質(zhì)基板中由空氣孔圍成的圓柱形介質(zhì)諧振器。其中間金屬層開有“X”形槽縫。半模基片集成波導(dǎo)與開槽縫接地平面相互耦合，電磁波能量從半模基片集成波導(dǎo)通過交叉槽縫耦合到上面的圓柱形介質(zhì)諧振器中，在介質(zhì)諧振器中激勵(lì)起兩個(gè)幅度近似相等，相位相差90度的正交簡(jiǎn)并模，產(chǎn)生圓極化輻射及良好的輻射特性。本實(shí)用新型依托多層印刷電路板技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)介質(zhì)諧振器和半模基片集成波導(dǎo)的一體化和平面化。該天線具有低剖面、高增益、高效率、易與平面電路集成等優(yōu)勢(shì)，在無線通訊系統(tǒng)中具有較好的使用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光學(xué)、微波、無線通信與測(cè)試仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圓極化基片集成介質(zhì)天線。

背景技術(shù)

隨著通信信息技術(shù)的不斷發(fā)展，為了提高通信系統(tǒng)的通訊速率，目前通信頻段越來越向高頻段發(fā)展，工作在高頻段要求天線具有尺寸小、增益高、集成度高、易與平面電路集成等相關(guān)特性。介質(zhì)諧振器天線因?yàn)槠鋬?yōu)良的輻射特性例如帶寬較寬、體積較小、輻射效率高等被廣泛關(guān)注和應(yīng)用，但是這些介質(zhì)諧振器通常采用陶瓷制作，高度與直徑的尺寸都比較大，從而表現(xiàn)出較高的剖面，制作工藝復(fù)雜且精度要求很高，成品率較低，導(dǎo)致成本較高，使得這些介質(zhì)諧振器天線不能很好的與平面電路集成，也不適合基于印刷電路板工藝的低剖面加工和應(yīng)用。

微帶天線具有平面電路結(jié)構(gòu)，易與微波毫米波電路集成，加工設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，但其傳輸損耗大，功率容量小，也不適于全面推廣。基片集成波導(dǎo)因?yàn)槠渥陨淼推拭娴慕Y(jié)構(gòu)而容易與平面電路相集成，可以通過印刷電路板技術(shù)實(shí)現(xiàn)基片集成波導(dǎo)技術(shù)。但是在較低的微波頻段時(shí)，基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)占用較大的印刷電路板尺寸，造成很大的浪費(fèi)，在一定程度上限制了其應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種圓極化基片集成介質(zhì)天線，本實(shí)用新型采用第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板構(gòu)成，通過第二介質(zhì)基板上的數(shù)個(gè)通孔與第三金屬層上的圓形孔構(gòu)成一個(gè)圓柱形介質(zhì)諧振器；通過第一介質(zhì)基板的金屬棒分別與第一金屬層及第二金屬層導(dǎo)通構(gòu)成一個(gè)半模基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，并通過第二金屬層上的“Ｘ”形槽縫實(shí)現(xiàn)饋電并得到圓極化輻射。本實(shí)用新型半模基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，不僅繼承了基片集成波導(dǎo)的損耗低、品質(zhì)因數(shù)高、功率容量大的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有微帶天線的低輪廓、易集成、低成本及高可靠性的優(yōu)勢(shì)。本實(shí)用新型的圓柱形介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)，不僅具有剖面低、易與平面電路集成的優(yōu)點(diǎn)，且具有體積小、輻射效率高及帶寬較寬的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)天線的一體化，從而易實(shí)現(xiàn)天線結(jié)構(gòu)與平面電路的銜接，具有集成度高、精度高且易于加工的優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的具體技術(shù)方案是：

一種圓極化基片集成介質(zhì)天線，其特點(diǎn)包括第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板、第一金屬層、第二金屬層及第三金屬層；

所述第一介質(zhì)基板為矩形板，其板上沿中軸線分割的一側(cè)邊設(shè)有呈“L”形排列的數(shù)個(gè)通孔，且每個(gè)通孔內(nèi)均嵌有金屬棒；

所述第二介質(zhì)基板為矩形板，其板面上設(shè)有第二圓心及與第二圓心同心的圓圈，沿圓圈的圓周均布設(shè)有數(shù)個(gè)通孔；

所述第一金屬層為刀把形板，其板面為第一介質(zhì)基板的一半，且沿第一介質(zhì)基板的中軸線分割，刀把形板的一端設(shè)有長(zhǎng)條的刀把；

所述第二金屬層為矩形板，其板面上設(shè)有第四圓心，圓心上設(shè)有鏤空的“Ｘ”形的槽縫；

所述第三金屬層為矩形板，其板面上設(shè)有第五圓心及與第五圓心同心的鏤空的圓形孔；

所述第三金屬層、第二介質(zhì)基板、第二金屬層及第一介質(zhì)基板由上向下依次疊加貼合，且第三金屬層上的第五圓心、第二介質(zhì)基板上的第二圓心及第二金屬層上的第四圓心重合；

第一金屬層與第一介質(zhì)基板貼合，且第一金屬層覆蓋第一介質(zhì)基板上呈“L”形排列的數(shù)個(gè)通孔。