[發明專利]一種低剖面毫米波磁電偶極子天線陣列

在審

• 申請號: 202310248083.5
• 申請日: 2023-03-15
• 公開（公告）號: CN116315634A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王婧雪;胡遵望;蔣德富
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q13/10;H01Q21/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

本發明設計了一種低剖面毫米波磁電偶極子天線陣列，包括共面波導的饋電網絡結構、毫米波磁電偶極子天線陣列、共面波導到接地共面波導的轉接結構，天線陣列結構與共面波導饋電網絡結構在同一個介質層面，且整個天線結構只用了一層介質基片，天線整體結構具有低剖面、結構簡單和易集成等特點。為了方便實際加工測試，還引入了共面波導與接地共面波導轉接結構，又因磁電偶極子天線自身特點，該天線陣列展現出良好的性能；所得到的毫米波天線整體結構剖面低、結構簡單且在同一介質基片層，解決了現有天線結構復雜、成本高、集成度低等問題，適用于毫米波無線通信應用，豐富了該類天線的應用場景。

技術領域

本發明屬于微波毫米波領域，具體涉及一種低剖面毫米波磁電偶極子天線陣列。

背景技術

基于互補源原理設計的磁電偶極子天線自身具有的低交叉極化、低后瓣及寬帶特性，使其成為眾多無線通信系統的最佳天線選擇，但其立體結構、剖面較高、體積較大的缺點也是顯而易見的，這與當前各類電子信息系統普遍追求的小型化、集成化和一體化設計理念是不相符的，嚴重制約了此類天線的應用范圍。目前，已有的低剖面設計方法主要是圍繞垂直金屬壁展開，同時存在少量在地板設置曲流縫的低剖面設計，結構復雜，很難直接應用于其他極化方式的磁電偶極子的天線。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：磁電偶極子天線結構立體、剖面較高的缺點嚴重制約了它的應用范圍。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種低剖面毫米波磁電偶極子天線陣列，包括設置在一個介質基片上的饋電網絡結構、毫米波磁電偶極子天線陣列，饋電網絡結構包括設置在介質基片一面上呈直線狀的第一中心導體帶、以及在介質基片一面上第一中心導體帶兩側的第一接地導體帶、第二接地導體帶；

毫米波磁電偶極子天線陣列包括設置在介質基片上的預設數量天線單元，各天線單元結構相同，各天線單元分別均包括設置在介質基片另一面上的金屬貼片單元、設置在第一接地導體帶上與天線單元位置對應的呈直線狀的第一縫隙、以及設置在第二接地導體帶上與天線單元位置對應的呈直線狀的第二縫隙；第一縫隙中沿其所在直線方向的中心線與第二縫隙中沿其所在直線方向的中心線在一條直線上，且該直線與第一中心導體帶所在直線正交；第一縫隙與第一接地導體帶和第一中心導體帶之間的縫隙相接，第二縫隙與第二接地導體帶和第一中心導體帶之間的縫隙相接；各天線單元沿著第一中心導體帶延伸方向不重合的排列。

優選的，所述天線單元的金屬貼片單元包括形狀大小相同的第一金屬貼片、第二金屬貼片、第三金屬貼片、第四金屬貼片，各金屬貼片上設置有預設數量第一金屬化通孔，第一金屬化通孔貫穿金屬貼片、介質基片、接地導體帶，第一金屬貼片、第二金屬貼片的位置關于第一縫隙所在直線軸對稱構成第一組金屬貼片，第三金屬貼片、第四金屬貼片的位置關于第二縫隙所在直線軸對稱構成第二組金屬貼片，第一組金屬貼片與第二組金屬貼片的位置關于第一中心導體帶所在直線軸對稱。

優選的，還包括兩個轉接結構，兩轉接結構的結構相同，各轉接結構分別均包括設置在介質基片一面上的下金屬層、以及設置在介質基片另一面上的上金屬層，下金屬層包括呈直線狀的第二中心導體帶、以及設置在第二中心導體帶兩側的第三接地導體帶、第四接地導體帶，第二中心導體帶的一端與第一中心導體帶的一端連接，并且第二中心導體帶中沿其所在直線方向的中心線與第一中心導體帶中沿其所在直線方向的中心線在一條直線上，第三接地導體帶與第一接地導體帶連接，第四接地導體帶與第二接地導體帶連接，下金屬層上設置有預設數量第二金屬化通孔貫穿下金屬層、介質基片、上金屬層，下金屬層上還設置有預設數量機械通孔通過機械通孔連接至同軸接頭實現饋電，第二中心導體帶的另一端與同軸接頭中的探針接觸；

所述第一中心導體帶的一端連接一個轉接結構對應的第二中心導體帶的一端，所述第一中心導體帶的另一端連接另一個轉接結構對應的第二中心導體帶的一端。

優選的，所述第一縫隙和第二縫隙尺寸相同。

優選的，所述第二中心導體帶寬度大于第一中心導體帶寬度。