[發明專利]低剖面相模天線及其組成的三維空間掃描陣列

有效

• 申請號: 202110872072.5
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113571886B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 耿軍平;王堃;金榮洪;賀沖;梁仙靈
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q3/30;H01Q21/00;H01Q21/08;H01Q25/04;H01Q1/48;H01Q19/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種低剖面相模天線及其組成的三維空間掃描陣列，包括介質基板、反射地板、SSPPs天線結構、寄生貼片及多個饋電SMA連接器；所述介質基板設置在所述反射底板上，所述SSPPs天線結構設置在所述介質基板上；多個所述饋電SMA連接設置在所述SSPPs天線結構的兩側，所述饋電SMA連接器用于對SSPPs天線結構進行饋電；所述寄生貼片設置在所述SSPPs天線結構上。本發明通過激勵雙端口SSPPs天線結構，調控移相模塊改變天線的端口相位差值，激勵SSPPs天線結構的各種混合工作模式，使天線實現主波束±63°的寬波束大角度掃描范圍。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體地，涉及一種低剖面相模天線及其組成的三維空間掃描陣列，尤其是一種基于SSPPs技術的低剖面相模天線及其組成的空間掃描陣列。

背景技術

無線通信技術的快速迭代和不斷發展，使靈活多變的多波束切換應用場景更加廣泛，多波束切換以及大角度掃描的陣列天線技術越來越成為研究熱點。

陣列天線的大角度波束掃描主要以相控陣技術為主，大角度波束掃描基于經典的方向圖乘積原理，以此實現靈活的波束切換和覆蓋更寬的掃描范圍。但是在三維空間上的波束掃描僅僅依賴一維線陣是無法實現的，必須要多個天線陣元組陣才能實現Φ和θ兩個維度的波束掃描覆蓋，而多個天線陣元二維組陣必然增加陣列面積，占用更多空間。故采用SSPPs(Spoof Surface Plasmon Polariton，簡稱SSPPs)技術構建低剖面相模天線單元，基于SSPPs天線的奇模工作模式和偶模工作模式分別獲得端射與側射輻射特性，通過相模調控進一步獲得混合工作模式，使天線單元自身就能夠具備寬波束掃描特性。依據該天線單元再進一步構建一維線陣，就能夠實現在三維空間的大角度波束掃描，有很好的應用潛力和研究價值。

傳統相控陣天線實現大角度波束掃描主要依賴于陣因子函數，實現三維空間波束掃描一般需要N×N(N≥2)元陣列單元組陣才能覆蓋兩個方向的波束覆蓋，并且存在陣列系統復雜，單元數目非常多，掃描角受限，一維陣列只能實現一維方向的波束掃描等問題，使相控陣天線的應用和發展都存在局限性。

公開號為CN103050788A的專利文獻公開了一種天線陣列單元、陣列天線、多頻天線單元和多頻陣列天線，該天線陣列單元包括：兩個天線單元對，呈十字交叉設置，其中，每個天線單元對包括兩個天線單元，兩個天線單元通過饋電網絡相互電連接，并且兩個天線單元對分別獨立饋電。但是該專利文獻仍然存在占用空間大、只能實現一維方向的波束掃描的缺陷。

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低剖面相模天線及其組成的三維空間掃描陣列。

根據本發明提供的一種低剖面相模天線，包括介質基板、反射地板、SSPPs天線結構、寄生貼片及多個饋電SMA連接器；

所述介質基板設置在所述反射底板上，所述SSPPs天線結構設置在所述介質基板上；

多個所述饋電SMA連接器設置在所述SSPPs天線結構的兩側，所述饋電SMA連接器用于對SSPPs天線結構進行饋電；

所述寄生貼片設置在所述SSPPs天線結構上。

優選的，所述SSPPs天線結構包括第一架體、第二架體及第三架體；

所述第一架體和所述第二架體分別設置在所述第三架體的兩端，所述第一架體遠離所述第三架體的一端設置在所述介質基板上，所述第二架體遠離所述第三架體的一端設置在所述介質基板上；

所述寄生貼片設置在所述第三架體上。

優選的，所述第一架體和所述第二架體垂直設置在所述第三架體上。

優選的，第一架體、第二架體及第三架體均為金屬架體。

優選的，所述饋電SMA連接器為兩個，兩個所述饋電SMA連接器分別對稱設置在所述SSPPs天線結構的兩側。