[发明专利]一种基于介质集成腔体的宽带双极化相控阵天线有效

专利信息
申请号: 202011317736.3 申请日: 2020-11-23
公开(公告)号: CN112134013B 公开(公告)日: 2021-02-05
发明(设计)人: 屈世伟;张鹏;李鹏发;杨仕文 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: H01Q1/38 分类号: H01Q1/38;H01Q1/52;H01Q21/24
代理公司: 电子科技大学专利中心 51203 代理人: 陈一鑫
地址: 611731 四川省成*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 介质 集成 宽带 极化 相控阵 天线
【权利要求书】:

1.一种基于介质集成腔体的宽带双极化相控阵天线,该相控阵天线从下到上依次包括:下层介质基板(101)、中层介质基板(102)、上层介质基板(103);

其特征在于,所述下层介质基板(101)上表面阵列间隔排布有多个金属贴片(109),绕金属贴片(109)的内边缘设置有一圈金属化过孔(110),该金属化过孔(110)的上端与下层介质基板(101)的上表面齐平,下端与下层介质基板(101)的下表面齐平;金属贴片(109)内部设置有两个同轴接头内芯(108):垂直极化同轴接头内芯和水平极化同轴接头内芯,同轴接头内芯(108)的上端与中层介质基板(102)的上表面齐平,下端从下层介质基板(101)伸出,连接所述宽带双极化相控阵天线的外部设备,同轴接头内芯(108)与金属贴片(109)不接触;

所述中层介质基板(102)上表面设置有若干长条形的垂直极化微带馈线(106)和长条形的水平极化微带馈线(105);每一个垂直极化微带馈线(106)的一端对应连接一个垂直极化同轴接头内芯的上端,该垂直极化微带馈线(106)的另一端沿垂直方向延伸到相邻金属贴片(109)的对应上方;每一个水平极化微带馈线(105)的一端对应连接一个水平极化同轴接头内芯的上端,该水平极化微带馈线(105)的另一端沿水平方向延伸到相邻金属贴片(109)的对应上方;

所述上层介质基板(103)的上表面设置有网状金属贴片(107),该网状金属贴片(107)包括垂直方向的多列贴片和水平方向的多行贴片,每一列或每一行贴片都包括多组金属条带,每组金属条带之间不接触,每组金属条带包括三根并列的完全相同的金属条带;每组的三根金属条带的两端分别位于相邻的两块金属贴片(109)的对应上方,且所有相邻的金属贴片(109)的对应上方都设置有一组金属条带;

所述下层介质基板(101)相邻的金属贴片(109)的金属化过孔(110)之间形成介质集成腔体(104),相邻的四个金属贴片(109)之间形成一个十字形介质集成腔体(104),该十字形介质集成腔体(104)对应的三层结构构成一个基本天线单元。

2.如权利要求1所述的一种基于介质集成腔体的宽带双极化相控阵天线,其特征在于,所述金属化过孔(110)的高度为0.02~0.2 λlow,λlow为低频端自由空间波长,相邻金属贴片(109)的间隙宽度为0.02~0.2 λlow;所述下层介质基板(101)相邻的金属贴片(109)的金属化过孔(110)之间形成介质集成腔体(104),相邻金属贴片(109)之间的方向为介质集成腔体(104)宽度方向;同轴接头内芯(108)的轴线与介质集成腔体(104)宽度方向的中线相距0.02~0.2λlow;水平极化微带馈线(105)和垂直极化微带馈线(106)的长度为0.05~0.4λlow;所述上层介质基板(103)的相对介电常数在1~3.5之间,厚度为0.01~0.1λlow;上层介质基板(103)直接覆盖在中层介质基板(102)上或放置在距离中层介质基板(102)上表面小于0.1λlow高度的位置处;单根金属条带长度为0.1~0.4λlow,宽度为0.005~0.1λlow

3.如权利要求1所述的一种基于介质集成腔体的宽带双极化相控阵天线,其特征在于,所述垂直极化微带馈线(106)和水平极化微带馈线(105)的形状完全相同,为两端宽中间窄的长条形贴片,且馈电端的宽度窄于耦合端的宽度,其中馈电端为微带馈线与同轴接头内芯相连接的一端,耦合端为微带馈线远离同轴接头内芯的一端。

4.如权利要求1所述的一种基于介质集成腔体的宽带双极化相控阵天线,其特征在于,所述金属贴片(109)为正方形或类正方形;类正方形结构为将正方形的每条边分为向外突起的三段,每段之间的夹角大于160°小于180°。

5.如权利要求1所述的一种基于介质集成腔体的宽带双极化相控阵天线,其特征在于,所述宽带双极化相控阵天线为平板形或平面弧形。

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