[实用新型]毫米波平面准八木天线单元、阵列天线以及相控阵天线

说明书

本实用新型公开了一种毫米波平面准八木天线单元、阵列天线以及相控阵天线，包括：介质基板、金属地、金属条带、背靠背设置的一对U型金属条带振子、微带线，金属地位于基板的下表面，金属条带、U型金属条带振子、微带线位于基板的上表面，微带线用于馈电，金属条带与一对U型金属条带振子耦合获得两个反射极点；金属条带以及金属地均平行于基板的前、后侧，微带线位于金属条带的前侧，一对U型金属条带振子分布在金属条带的后侧，一对U型金属条带振子关于金属条带的中垂面左右对称设置，每一U型金属条带振子自身的对称面平行于金属条带，本新型具有宽带、结构紧凑、馈电简洁的特点，并可用于毫米波频段，解决带宽与结构紧凑不能兼顾的难题。

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种毫米波平面准八木天线单元、阵列天线以及相控阵天线。

背景技术

随着无线通信功能多样化及通信速率的提升，毫米波天线及其阵列由于具有尺寸小、绝对带宽宽、阵列物理口径小、便于与有源电路集成等特点而被广泛提出并应用于毫米波通信系统。毫米波端射天线适用于毫米波移动设备的侧面辐射需求，便于充分利用设备空间，因此得到广泛研究。平面准八木天线是由八木天线演变而成的一种端射天线，在满足端射辐射的同时，便于与系统前端集成，获得平面化集成化毫米波系统，因此是毫米波端射天线的优选对象。为了提高平面准八木天线的适用性，该类天线应具备带宽宽、结构紧凑、馈电简洁等特点。

目前有多种方法构建准八木天线，一部分设计采用微带-槽线-共面耦合线的转化对偶极子振子进行馈电，同时在偶极子前方加入单个或多个引向器或寄生结构，此类设计能够获得宽带端射响应，但是馈电部分结构较长且复杂，偶极子与金属反射地之间的距离接近四分之一波长，因此整体尺寸偏长，不利于天线小型化。另一部分设计采用共面波导转平面耦合线对偶极子进行馈电，该类设计的偶极子与金属反射地之间的距离同样接近四分之一波长，因此整体尺寸偏长。利用共面波导半环形短路馈电结构激励圆弧谐振器的端射天线能有效缩短谐振器与金属反射地之间的距离，但是该类天线带宽较窄。微带馈电准八木天线具有馈电结构简单的优点，但是目前该类设计的偶极子与地之间仍然需要四分之一波长，因此长度较长。同时上述部分天线不适宜在毫米波频段进行设计。

总而言之，现有准八木天线不能兼顾带宽、天线长度及馈电复杂度等要求，即宽带设计尺寸较长、馈电复杂，紧凑型设计带宽较窄。同时部分天线不适宜在毫米波频段设计。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种毫米波平面准八木天线单元、阵列天线以及相控阵天线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种毫米波平面准八木天线单元，包括：介质基板、金属地、金属条带、背靠背设置的一对U型金属条带振子、微带线，金属地位于所述介质基板的下表面，金属条带、U型金属条带振子、微带线位于所述介质基板的上表面，微带线与金属条带连接，微带线用于馈电，金属条带与一对U型金属条带振子耦合获得两个反射极点；

所述金属条带以及所述金属地的延伸方向均平行于所述基板的前、后侧，所述微带线位于所述金属条带的前侧，所述一对U型金属条带振子分布在所述金属条带的后侧，所述一对U型金属条带振子关于所述金属条带的中垂面左右对称设置，每一所述U型金属条带振子自身的对称面平行于所述金属条带。

在本实用新型所述的天线单元中，所述金属条带的长度小于所述一对U型金属条带振子的一对开口之间的距离。

在本实用新型所述的天线单元中，所述金属条带以及所述金属地两者的中垂面重合，所述金属地贴着所述介质基板的前侧设置，且所述金属地的宽度小于所述金属条带与所述介质基板前侧的距离。

在本实用新型所述的天线单元中，所述微带线垂直于所述金属条带。

在本实用新型所述的天线单元中，所述微带线与所述金属条带的连接位置偏离所述金属条带的中心位置。