[发明专利]一种高增益毫米波圆极化阵列天线

说明书

本发明公开了一种高增益毫米波圆极化阵列天线，由辐射体阵列、馈电网络、馈电探针构成。其中辐射体阵列包括第一介质基板、以及印制于第一介质基板上下侧面的第一金属层以及第二金属层，其中馈电网络包括第三介质基板、以及印制于第三介质基板上下侧面的第三金属层与第四金属层，辐射体阵列与馈电网络之间填充第二介质基板，馈电探针贯穿于三层介质基板并与第一金属层以及第四金属层相接。本发明设计了基于基片集成波导为馈电网络与传输线的毫米波圆极化天线，具有较高的增益与轴比带宽，能减少加工的复杂度的同时提高天线的性能稳定性。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种毫米波天线，特别涉及一种通过基片集成波导馈电网络馈电且辐射体与馈电网络之间通过金属板隔离的高增益毫米波圆极化阵列天线，可应用于移动通信的终端天线，家庭基站，及移动探测天线中。

背景技术

随着现代无线通信技术的快速发展，特别是个人移动通信技术的发展，低频无线频谱资源逐渐枯竭。为实现高速宽带无线接入技术，势必需要开发高频无线频谱资源。毫米波(30～300GHz)由于其波长短，带宽宽，干扰小等优点，可有效地解决高速无线宽带无线接入技术中所面临的诸多问题，因此毫米波成为下一代移动通信(5G)及未来的移动通信的重要候选频段。为了更快的突破毫米波通信的关键技术，国内外关于毫米波通信的天线设计与实验也正如火如荼的进行。

虽然毫米波天线的研究在国际上有一定的进展，但是毫米波圆极化阵列天线依然不多，其中的结构更是复杂，需要多层加工，势必需要更高的工艺，且工艺复杂所带来的加工误差也越大，那么性能也不稳定，同时复杂的结构与工艺不利于天线与器件的集成与产业化。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种高增益毫米波圆极化阵列天线。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种高增益毫米波圆极化阵列天线，包括四层金属层、三层介质基板、以及若干根馈电探针。

三层介质基板依次分别为第一介质基板、第二介质基板以及第三介质基板。所述的第一介质基板的上侧面印制有第一金属层、下侧面印制有第二金属层，所述的第三介质基板的上侧面印制有第三金属层、下侧面印制有第四金属层，所述的第二介质基板位于所述的第二金属层和所述的第三金属层之间。

其中，所述的第一金属层的一侧蚀刻有16个辐射单元，呈4*4阵列的方式排列。每个辐射单元均包括主辐射环、寄生辐射环、匹配圆环。

所述的第二金属层印制于第一介质基板的下侧面，第二金属层一侧蚀刻16个第一圆孔。

上述第一金属层、第二金属层以及第一介质基板构成辐射体阵列。

其中，所述的第三金属层印制于第三介质基板的上侧面，第三金属层一侧蚀刻有16个第二圆孔；所述的第四金属层印制于第三介质基板的下侧面，第四金属层一侧蚀刻有矩形环状缝隙；所述的金属化盲孔嵌于第三介质基板中，一端与第三金属层相接，另一端与第四金属层相接。

第二金属层与第三金属层之间填充有第二介质基板。

16根馈电探针穿插于第一金属层与第四金属层之间。一端与主辐射环相接，并与匹配圆环同心，另一端与第四金属层相接。16根馈电探针分别穿过第二金属层的16个第一圆孔，并穿过第三金属层的16个第二圆孔。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1)本发明由于第二金属层与第三金属层的隔离，很大程度上减少了馈电网络的辐射对辐射体单元的辐射影响。

2)本发明通过馈电探针的方式直接馈电，相对于其他方式的耦合馈电，提高了天线的稳定性。

3)本发明通过耦合单元将电磁波从矩形波导接头引入馈电网络中，该方式具有较好的阻抗带宽。