[發明專利]一種寬頻帶平板陣列天線

有效

• 申請號: 202010417843.7
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111585050B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 尤陽;黃季甫;張玲;尤清春;陸云龍
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01P5/18
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 方小惠

本發明公開了一種寬頻帶平板陣列天線，包括按照從上到下順序層疊的極化層、輻射層和饋電層；饋電層用于將單路TE10模轉化為多路功率相同且相位相同的TE10模信號，并將多路TE10模信號傳輸到輻射層，輻射層用于將來自饋電層的多路TE10模信號輻射到自由空間，極化層用于使輻射層產生的電場極化方向進行旋轉，使E面方向圖和H面方向圖的副瓣降低；優點是在具有低副瓣的基礎上，具有較高的增益和效率，且加工成本較低。

技術領域

本發明涉及一種平板陣列天線，尤其是涉及一種寬頻帶平板陣列天線。

背景技術

現代信息社會單位時間內的通信數據量越來越大，頻譜資源日趨緊張，微波頻段的低端已十分擁擠，毫米波頻段擁有純凈的電磁環境且寬帶可用的頻譜資源，已成為高速率時代移動通信系統的最佳選擇。E-Band頻段為頻率在80GHz附近的頻段，實際分配頻段為71-76GHz和81-86GHz的對稱兩段，可用總頻寬達10GHz，能夠滿足10-20Gbps的5G時代基站回傳需求。E-Band頻段是當前毫米波頻段中應用最為廣泛的一個頻段。

在無線通信系統中，射頻終端設備中天線的輻射效率和有效增益對無線通信系統的信噪比存在至關重要的影響，天線是決定無線通信系統性能的關鍵器件之一。為滿足E-Band頻段的應用要求，根據設計原理的不同，現有的寬頻帶天線主要分為饋源類天線和平板陣列類天線。饋源類天線可以靈活控制天線的有效增益，其被廣泛地運用于航空航天與衛星通信系統，例如：反射面陣列天線和透鏡陣列天線等。但是饋源類天線需要考慮最優的焦徑比以提高天線的整體效率，整體尺寸較大，從而難于實現低剖面特性。而平板陣列類天線因其剖面低、重量輕并能很好的與其它部件集成，受到越來越多的關注。與饋源類天線相比，平板陣列天線的饋電網絡能夠準確控制陣列單元的激勵幅度和相位，而具有更高的口徑利用率。

現有的平板陣列天線主要包括饋電網絡層和多級輻射層，通過調整饋電層的功率分配比例來調整輻射層能量分布，從而降低副瓣。但是現有的平板陣列天線在降低副瓣的同時總會造成主瓣變寬、增益下降，不能保證窄主瓣、不犧牲增益的同時獲得極低的副瓣。另外，傳統的平板陣列天線對饋電網絡層和多級輻射層加工焊接精度要求高，加工成本較高，限制了其生產和應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在具有低副瓣的基礎上，具有較高的增益和效率，且加工成本較低的寬頻帶平板陣列天線。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種寬頻帶平板陣列天線，包括按照從上到下順序層疊的極化層、輻射層和饋電層；所述的饋電層用于將單路TE10模轉化為多路功率相同且相位相同的TE10模信號，并將多路TE10模信號傳輸到所述的輻射層，所述的輻射層用于將來自所述的饋電層的多路TE10模信號輻射到自由空間，所述的極化層用于使所述的輻射層產生的電場極化方向進行旋轉，使E面方向圖和H面方向圖的副瓣降低。