[发明专利]毫米波低剖面宽带圆极化槽馈偶极子阵列天线

说明书

本发明提供了一种毫米波低剖面宽带圆极化槽馈偶极子天线阵列，包括：天线辐射体、寄生贴片、宽带SIW贯序旋转馈电网络、三层介质基板、金属化通孔；所述辐射体置于顶层介质基板上表面，寄生贴片位于辐射体四周；所述宽带SIW贯序旋转馈电网络置于天线底层和中间层；所述金属化通孔位于顶层辐射体和寄生贴片外围。本发明通过在普通的圆极化磁电偶极子天线结构基础上，在偶极天线四周引入切角寄生贴片，使得该结构在低剖面的同时实现宽带圆极化特性。同时在单元下层利用贯序旋转馈电，扩展了天线阵列的轴比带宽。本发明的天线物理尺寸小，低剖面，适用于5G毫米波圆极化通信。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体地，涉及一种毫米波低剖面宽带圆极化槽馈偶极子阵列天线。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，毫米波波段凭借其丰富的频谱资源越来越受到人们的重视和研究。而圆极化具有抑制多经衰落，不受电离层中的法拉第旋转效应的影响，广泛适用于卫星通讯等场合。进而作为无线通信系统中重要的前端器件—圆极化天线得到了广泛的研究，也在面向小型化、低剖面、高增益、宽带宽等方向发展。在毫米波波段，为了补偿电磁波在空气中的传播损耗，需要天线具有高增益特性，同时也要具有稳定的辐射模式和较宽的工作带宽。在毫米波波段，天线的小型化和低剖面也是发展趋势。国内外在毫米波宽带圆极化天线方向也有大量的工作。本发明是对传统磁电偶极子天线进行变形，使其在毫米波波段实现低剖面的宽带原圆极化。低剖面天线和各类毫米波圆极化天线目前已有大量工作报道，然而还没有毫米波低剖面宽带圆极化槽馈偶极子阵列天线的报道。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种毫米波低剖面宽带圆极化槽馈偶极子天线阵列。

根据本发明提供的一种毫米波低剖面宽带圆极化槽馈偶极子天线阵列，包括自上而下设置的顶层介质基板、中间层介质基板以及底层介质基板，其中：

顶层介质基板上表面设置有多个旋转对称的圆极化天线单元；

中间层介质基板以及底层介质基板设置有宽带SIW贯序旋转馈电网络；

宽带SIW贯序旋转馈电网络中的馈电端口位于底层，交叉耦合槽位于底层介质基板与中间层介质基板之间；馈电耦合槽位于中间层介质基板上表面，将能量耦合到圆极化天线单元。

优选地，所述圆极化天线单元包括偶极子贴片、寄生贴片以及金属化通孔，其中：

寄生贴片设置在偶极子贴片的周向；

金属化通孔位于偶极子贴片与寄生贴片的外围，构成腔体。

优选地，所述偶极子贴片采用孔径耦合馈电。

优选地，所述顶层介质基板、中间层介质基板以及底层介质基板的宽度subx＝23mm，长度suby＝23mm，顶层介质基板的高度h3＝0.813mm、中间层介质基板的高度h2＝0.508mm，底层介质基板的高度h1＝0.508mm。

优选地，中间层介质基板、底层介质基板均为Rogers RT 5880，介电常数ε_r＝2.2，介质基板的损耗角tanδ＝0.0009；

顶层介质基板为Rogers RO 4003C，介电常数ε_r＝3.55，介质基板的损耗角tanδ＝0.0027。

优选地，交叉耦合槽的槽包括两个相互垂直交叉的槽，两个槽的宽度和长度分别为ws2＝0.3mm,ls2＝2.5mm,ws3＝0.25mm,ls3＝3.8mm。

优选地，所述偶极子贴片包括L型贴片。

优选地，所述L型贴片的第一侧边l1＝1.85mm，第二侧边l2＝1.05mm，下底边l3＝1.875mm，上底边l4＝0.5mm。