[發明專利]一種寬軸比帶寬的毫米波圓極化微帶陣列天線

有效

• 申請號: 202011026579.0
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112164899B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 胡友建;鄧慶文;應小俊;沈思逸;徐志偉
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/36;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

本發明公開了一種寬軸比帶寬的毫米波圓極化微帶陣列天線，該微帶陣列天線包括八個天線輻射單元、一分八的饋電網絡、微波介質基板和地板。所述八個天線輻射單元尺寸相同并呈線性排列，間距相等。第一天線輻射單元到第四天線輻射單元中后一單元為前一單元按順時針旋轉90°，第五天線輻射單元到第八天線輻射單元與第一天線輻射單元到第四天線輻射單元關于第四天線輻射單元和第五天線輻射單元的中心旋轉對稱。天線陣列采用順序旋轉饋電，饋電網絡設計緊湊，充分利用陣元間的空間進行設計，相鄰輻射單元饋電端口相位相差90°。所設計天線具有低剖面、高增益，寬軸比且易組面陣的優點，在毫米波雷達、通信等領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種適用于毫米波雷達系統的圓極化陣列天線，尤其涉及一種寬軸比帶寬的毫米波圓極化微帶陣列天線。

背景技術

毫米波雷達工作在毫米波頻段，在過去幾年發展迅速，一批毫米波雷達創業公司興起，天線作為毫米波雷達的關鍵器件，對毫米波雷達的性能起著決定性的作用。毫米波雷達由于空間、成本等因素，多采用微帶貼片作為天線輻射單元。目前市面上已有的毫米波雷達的天線基本為線極化微帶天線。

圓極化天線相對線極化天線而言，由于其可接受任意極化的電磁波或可被任意極化的天線所接收，因此能夠有效抑制雨霧的干擾和抗多徑反射。

常規的單饋圓極化微帶陣列天線軸比都較窄，多饋的圓極化微帶陣列天線饋電網絡設計非常復雜，不利于饋電網絡的緊湊設計?，F有的一些展寬軸比帶寬的方法，如口徑耦合，將天線與饋電網絡設計在不同層，增加了天線的剖面厚度；而采用順序旋轉方法的主要基于2 ×2的天線的單元進行設計，難以滿足毫米波雷達中天線多樣式布局，且在組面陣中自由度較低。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種寬軸比帶寬的毫米波圓極化微帶陣列天線，以解決現有的毫米波線陣圓極化微帶陣列天線軸比較窄的問題。

為了達到上述目的，本發明實施例所采用的技術方案如下：一種寬軸比帶寬的毫米波圓極化微帶陣列天線，包括：上層的八個天線輻射單元和用于為八個天線輻射單元進行饋電的一分八的微帶饋電網絡、中間層的微波介質基板和底層的金屬地板；

所述八個天線輻射單元呈線性排列，相鄰天線單元間距相等，第一天線輻射單元到第四天線輻射單元中后一單元為前一單元按順時針旋轉90°，第五天線輻射單元到第八天線輻射單元中后一單元為前一單元按順時針旋轉90°；

第五天線輻射單元到第八天線輻射單元與第一天線輻射單元到第四天線輻射單元關于第四天線輻射單元和第五天線輻射單元的中心點呈中心對稱；

第一天線輻射單元到第四天線輻射單元上的饋電網絡與第五天線輻射單元到第八天線輻射單元上的饋電網絡也關于第四天線輻射單元和第五天線輻射單元的中心點呈中心對稱；

所述第一天線輻射單元到第四天線輻射單元相鄰饋電端口相位依次相差90度，其中第四天線輻射單元和第五天線輻射單元間有一個相位轉換器，其引入的相位差為180°。

進一步地，所述的一分八的微帶饋電網絡的八個輸出端口的激勵相位不同，各個端口的激勵幅度值對稱分布，中間輸出端口激勵幅度最高，邊緣輸出端口激勵幅度最低。

進一步地，所述的一分八的微帶饋電網絡包括第一一分四的微帶饋電網絡、第二一分四的微帶饋電網絡、T形等分功分器和微帶饋電輸入線路，所述第一一分四的微帶饋電網絡和第二一分四的微帶饋電網絡呈中心對稱分布；

所述微帶饋電輸入線路包括依次相連的輸入端口、第一個枝節和第二個枝節，所述饋電由輸入端口饋入，所述第一個枝節為50歐姆的微帶線，所述第二個枝節為饋線走線，不影響阻抗變化，長度為十個介質波長，第二個枝節連接T形等分功分器的輸入端口；

所述第一一分四的微帶饋電網絡包括第一T形不等分功分器、第二T形不等分功分器和第三T形不等分功分器，其中