[發(fā)明專利]一種基于周期性加載金屬柱的毫米波天線陣

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110290537.6
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113054412B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程強;陳建鋒;崔鐵軍
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q5/28;H01Q5/50;H01Q21/00;H01P5/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本發(fā)明公開了一種基于周期性加載金屬柱的毫米波天線陣，包括:一分二等幅同相功分器、多路反相功分器、等效TE_12,0模波導以及天線陣前端，上金屬板和下金屬板，周期金屬柱，其中二等幅同相功分器、多路反相功分器、等效TE_12,0模波導和天線陣前端依次通過串聯(lián)的方式連接，通過上金屬板與下金屬板連為一體，上金屬板和下金屬板外圍通過周期金屬柱進行連接。本發(fā)明提高了基板厚度，提高天線整體結(jié)構(gòu)的機械強度，減小加工誤差帶來的影響；構(gòu)建了一種具有更靈活、快速且高穩(wěn)定性的功分網(wǎng)絡(luò)方案；設(shè)計簡便，加工成本低，安裝便利，且易于集成，有良好的通用性，通過調(diào)整尺寸結(jié)構(gòu)便可設(shè)計在不同工作頻段內(nèi)，易于推廣應用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于周期性加載金屬柱的毫米波天線陣。

背景技術(shù)

天線陣列技術(shù)作為天線提高增益、實現(xiàn)復雜功能的重要手段，已經(jīng)被應用到日常生活、軍事領(lǐng)域、科學探索等多個領(lǐng)域中。在過去的十幾年中，無線設(shè)備越來越密集，天線的工作頻率也不斷提升，5G通信技術(shù)已將部分頻段提高到了毫米波頻段，從而獲得更大的通信帶寬。然而，隨著頻率的提高，天線尺寸也相應的縮小，這大大增加了天線組陣的難度，主要表現(xiàn)為：(1)基板厚度過薄，影響天線的機械強度；(2)有限的加工精度，大大增加了高頻天線陣列的加工誤差；(3)復雜的功分網(wǎng)絡(luò)和天線結(jié)構(gòu)自身的結(jié)構(gòu)復雜性，使得天線性能容易受到各種誤差的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種基于周期性加載金屬柱的毫米波天線陣,以解決基板厚度薄，加工精度低，天線性能容易受到各種誤差影響的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種基于周期性加載金屬柱的毫米波天線陣，包括:一分二等幅同相功分器、多路反相功分器、等效TE_12,0模波導以及天線陣前端，上金屬板和下金屬板，周期金屬柱，其中二等幅同相功分器、多路反相功分器、等效TE_12,0模波導和天線陣前端依次通過串聯(lián)的方式連接，都通過上金屬板與下金屬板連為一體，上金屬板和下金屬板外圍通過周期金屬柱進行連接；

所述一分二等幅同相功分器包括連接上金屬板和下金屬板的周期金屬圓柱，周期金屬圓柱的一端接觸上金屬板，另一端接觸下金屬板；

所述多路反相功分器包括尺寸相同的兩個TE₂₀模反相功分器，分別沿著天線陣的橫向平行排列，其中TE₂₀模反相功分器包括兩排尺寸相同的第一金屬加載和兩排尺寸漸變的第二金屬加載，第一金屬加載與第二金屬加載沿著天線陣的縱向平行排列；

所述等效TE_12,0模波導包括尺寸相同的四個TE₃₀模波導，分別沿著天線陣的橫向平行排列，其中TE₃₀模波導包括兩排尺寸相同的第三金屬加載、兩排尺寸漸變的第四金屬加載、一排尺寸相同的第五金屬加載和一排尺寸漸變的第六金屬加載，所述第三金屬加載和兩排尺寸漸變的第四金屬加載沿著天線陣的縱向平行排列；所述第五金屬加載和兩排尺寸漸變的第六金屬加載沿著天線陣的縱向平行排列；所述第三金屬加載和第五金屬加載之間沿著天線陣的橫向，具有相同的間距；所述第三金屬加載和第五金屬加載之間沿著天線陣的橫向，具有相同的間距；

所述天線陣前端包括多個互為鏡像的第一天線單元和第二天線單元，沿著天線陣橫向間隔排列，其中第一天線單元和第二天線單元分別由上金屬板和下金屬板中的同尺寸直角三角形結(jié)構(gòu)組成。

進一步的，所述串聯(lián)連接的方式是：

一分二等幅同相功分器的輸出端與多路反相功分器的輸入端連接；

多路反相功分器的輸出端與等效TE_12,0模波導的輸入端連接；

等效TE_12,0模波導的輸出端與天線陣前端的輸入端連接。