[發(fā)明專利]低剖面寬帶圓極化天線及其陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211625644.0
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN115863975B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡南;謝文青;劉建睿;劉爽;趙麗新
• 申請（專利權(quán)）人: 北京星英聯(lián)微波科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q9/04;H01Q15/00;H01Q21/06
• 代理公司: 河北冀華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 13151
• 代理人: 王占華

本發(fā)明公開了一種低剖面寬帶圓極化天線及其陣列，涉及通信天線技術(shù)領(lǐng)域。所述天線包括第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層的下表面形成有金屬接地層，所述第一介質(zhì)層的上表面形成有輻射貼片，所述第一介質(zhì)層的下側(cè)設(shè)置有同軸連接器，所述同軸連接器的同軸外殼與所述金屬接地層連接，所述同軸連接器的同軸內(nèi)導(dǎo)體與所述輻射貼片連接，且所述同軸連接器偏離所述天線的中軸線設(shè)置，所述輻射貼片的上表面設(shè)置有第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層的上表面形成有超表面，采用同軸偏饋的形式進(jìn)行饋電，超表面產(chǎn)生表面波激勵，激發(fā)天線的多個諧振點(diǎn)。所述天線兼具寬頻阻抗匹配及寬頻圓極化等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信用天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低剖面寬帶圓極化天線及其陣列。

背景技術(shù)

圓極化天線在衛(wèi)星和許多無線通信應(yīng)用中被廣泛采用，它可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的信號發(fā)射和接收。在許多現(xiàn)代應(yīng)用中為了提高系統(tǒng)的精度和靈活性，需要大帶寬、高增益、低剖面和輕量化的圓極化天線。近年來，微帶貼片天線因其剖面低、易于制造和易于集成等優(yōu)點(diǎn)，在緊湊型輕量化圓極化天線的研究和開發(fā)中占據(jù)重要地位。然而，微帶貼片天線的帶寬是限制其應(yīng)用的主要因素。

為了改善微帶貼片天線的帶寬，目前國內(nèi)外已有較多的報(bào)道，例如文獻(xiàn)“ABroadbandCircularlyPolarizedFabry-PerotResonantAntennaUsingASingle-LayeredPRSfor5GMIMOApplications,IEEEAccess,2019”中報(bào)道了一種利用法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)擴(kuò)展圓極化微帶天線帶寬的方法，但是該天線的剖面較高，這將導(dǎo)致其較差的機(jī)械強(qiáng)度，同時，該結(jié)構(gòu)只能在一定程度上增大天線的阻抗帶寬，而天線的軸比帶寬仍然較窄。據(jù)該文獻(xiàn)報(bào)道，相應(yīng)天線的阻抗帶寬達(dá)到27.6%，而軸比帶寬僅17%。

文獻(xiàn)“Low-ProfileBroadbandCircularlyPolarizedPatchAntennaUsingMetasurface,IEEETransactionsonAntennasPropagation,2015”中報(bào)道了一種加載超表面結(jié)構(gòu)的圓極化微帶天線，基于超表面結(jié)構(gòu)的表面波諧振特性有效提高了天線的阻抗帶寬。相比上述法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)，采用超表面結(jié)構(gòu)可以有效控制天線的剖面高度。然而該文獻(xiàn)所報(bào)道的天線，其阻抗帶寬雖然達(dá)到45.6%，但是其軸比帶寬仍然較小，僅為23.4%。

現(xiàn)有技術(shù)可以有效提高微帶天線的阻抗帶寬，但大多情況下的軸比帶寬仍然有限。因此，研究兼具寬頻阻抗匹配及寬頻圓極化特點(diǎn)的微帶天線具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種在具備寬頻阻抗匹配的同時還兼具寬頻圓極化特點(diǎn)的天線。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種低剖面寬帶圓極化天線，其特征在于：包括第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層的下表面形成有金屬接地層，所述第一介質(zhì)層的上表面形成有輻射貼片，所述第一介質(zhì)層的下側(cè)設(shè)置有同軸連接器，所述同軸連接器的同軸外殼與所述金屬接地層連接，所述同軸連接器的同軸內(nèi)導(dǎo)體與所述輻射貼片連接，且所述同軸連接器偏離所述天線的中軸線設(shè)置，所述輻射貼片的上表面設(shè)置有第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層的上表面形成有超表面，所述天線采用同軸偏饋的形式進(jìn)行饋電，超表面產(chǎn)生表面波激勵，激發(fā)天線的多個諧振點(diǎn)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述同軸連接器包括同軸外殼和同軸內(nèi)導(dǎo)體，所述同軸外殼與所述同軸內(nèi)導(dǎo)體之間設(shè)置有介質(zhì)材料，所述介質(zhì)材料用于將所述同軸外殼與所述同軸內(nèi)導(dǎo)體分開。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述金屬接地層與所述介質(zhì)材料相對應(yīng)的位置形成有介質(zhì)材料插入孔，所述介質(zhì)材料插入到所述介質(zhì)材料插入孔內(nèi)，所述同軸外殼與所述金屬接地層焊接到一起。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述第一介質(zhì)層與所述同軸內(nèi)導(dǎo)體相對應(yīng)的位置形成有通孔，所述同軸內(nèi)導(dǎo)體穿過所述通孔后與所述輻射貼片連接。