[实用新型]一种圆极化多层板天线、天线子阵及阵列天线

说明书

本实用新型公开了一种圆极化多层板天线、天线子阵及阵列天线，通过在第一层板一侧表面上设置单极子天线，辐射馈出同相且极化正交的信号；在第二层板上设置第一金属层、第二金属层、连接第一金属层和第二金属层的互联通孔、以及第二金属层上设置连接其它功能模块单极子馈电端；同时设置具有对称的中心缝隙的寄生贴片，所述单极子天线在所述寄生贴片上的垂直投影覆盖所述中心缝隙。进一步地，本申请技术方案将上述多层板天线采用旋转90度按正矩阵方式顺序排列的方式组成圆极化天线子阵，进一步再将圆极化天线子阵按矩阵方式排列组成阵列天线。由此具有提高圆极化天线增益、拓展驻波带宽和轴比带宽且兼具小型化的技术效果。

技术领域

本实用新型涉及毫米波频段天线安装结构集成技术领域，特别是涉及一种圆极化多层板天线、天线子阵及阵列天线。

背景技术

圆极化天线在无线电领域中有重要作用。特别在航天飞行器中，由于飞行器位置姿态的固定，它们的通讯测控设备要求应用能够实现共形、重量轻、体积小、成本低等特点的天线，而圆极化微带天线就是能满足这些要求的比较理想的天线。

天线圆极化特性的实现需要天线能够同时激励出两个正交、极化分量幅度一致，且相位相差90°的线极化波。

传统天线为了实现较好的圆极化特性通常有以下几种设计方式：第一种是采用正交馈电的方式，然而这种方式会导致射频端口利用率不高或者需要额外的匹配网络引入，使得天线尺寸变大，应用范围受限；第二种方式是利用天线本身的曲线结构而实现天线圆极化功能，例如：曲线微带天线、平面螺旋天线等，不过这类天线一般尺寸较大，并且由于背向辐射严重，为了获得较好的定向性这类天线在设计时还需引入背腔，从而进一步增加了天线剖面高度；第三种方式是采用一点或多点馈电的单片天线，通过激励多个同相且极化正交的线极波，也可以辐射出圆极化波，但其缺点是单馈点的带宽太窄，多馈点的互耦较大，从而往往会导致天线增益下降。如果进一步采用将单元天线组成较大的阵面天线，虽然可以提高天线增益，但圆极化天线阵面的极化性能通常通过旋转组阵实现，当阵元数量较少时，大角度的圆极化性能会大受影响。

可见，现有技术中的圆极化天线要么存在着天线尺寸较大、要么存在着天线剖面高度过高、要么存在着带宽较窄或天线增益小、圆极化实现度太低的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种圆极化多层板天线、天线子阵及阵列天线，用以解决现有技术中的圆极化天线要么存在着天线尺寸较大、要么存在着天线剖面高度过高、要么存在着带宽较窄或天线增益小、圆极化实现度太低的技术问题。

本申请第一方面提供了一种低轴比高增益的圆极化多层板天线，包括：

第一层板，所述第一层板的一侧表面上固定设置单极子天线，用以辐射馈出同相且极化正交的信号；

第二层板，贴附设置在所述第一层板的另一侧表面上，包括第一金属层、第二金属层、互联通孔、以及单极子馈电端，所述第二层板贴近所述第一层板侧的表面上设置所述第一金属层，所述第二层板的另一侧表面上设置所述第二金属层，所述互联通孔贯穿设置在所述第二层板内，用以连接所述第一金属层和所述第二金属层，而所述单极子馈电端设置在所述第二金属层上且与所述互联通孔连接，所述单极子馈电端用以连接其它功能模块；

第三层板，贴附设置在所述单极子天线所在侧的第一层板表面上，且在所述单极子天线所在的另一侧第三层板表面上固定设置具有中心缝隙的寄生贴片，所述中心缝隙的形状为对称形状，所述单极子天线在所述寄生贴片上的垂直投影覆盖所述中心缝隙；

其中，所述第一层板、所述第二层板和所述第三层板通过粘结材料压合固定为一体。

可选地，所述单极子天线为切掉一对角的矩形辐射贴片，且所述矩形辐射贴片未切去对角的角方向上分别设置有形状对称的辐射端。

可选地，所述中心缝隙为形状对称的十字结构，且所述十字结构的长宽尺寸与其在信号辐射过程中所产生的信号谐振点匹配。