一种角馈式宽带高隔离度双极化天线制造技术

本发明专利技术涉及微波天线技术领域，特别涉及一种角馈式宽带高隔离度双极化天线。天线包括：由上至下依此层叠的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板、第四介质基板以及第五介质基板；以及在第一介质基板下表面的寄生贴片；在第三介质基板的上表面辐射贴片；在第四介质基板上表面的开缝隙金属片，且开缝隙金属片上开设有两个正交的H型缝隙；在第五介质基板上表面的两条微带馈线；在第五介质基板下表面的金属反射片；两个同轴线，每个同轴线的内导体与一条微带馈线连接；第一金属隔离过孔和第二金属隔离过孔。本发明专利技术的角馈式宽带高隔离度双极化天线，具有工作频带宽、端口隔离度高、交叉极化电平低、驻波小、剖面低、重量轻的优点。

An angular feed wideband dual polarization antenna with high isolation

The invention relates to the field of microwave antenna technology, in particular to an angle feed type wideband dual polarization antenna with high isolation. This antenna includes: a first substrate layer from top to bottom, the second dielectric substrate, third medium substrate, fourth dielectric substrate and fifth substrate; and the surface of the first substrate in the parasitic patch on the surface of the third substrate; the radiation patch; on the fourth substrate surface aperture and aperture metal sheet metal. H type plate is provided with a gap of two orthogonal; two microstrip feeder surface of the fifth substrate; a metal reflective film on the surface of the fifth substrate; two coaxial, each coaxial inner conductor is connected with a microstrip feeder; the first metal isolation hole and second hole metal isolation. The angle feed type wideband dual polarization antenna with high isolation has the advantages of wide working frequency, high isolation of the port, low cross polarization level, small standing wave, low profile and light weight.

【技术实现步骤摘要】
一种角馈式宽带高隔离度双极化天线
本专利技术涉及微波天线
，特别涉及一种角馈式宽带高隔离度双极化天线。
技术介绍
相控阵天线辐射器是决定相控阵雷达性能最关键的分机系统之一，在设计相控阵天线时，通过将辐射器单元按照一定的排布，以达到低副瓣等性能要求，进而提高天线性能。通常，天线的端口隔离度和交叉极化直接影响系统的灵敏度和分辨率，而大部分天线中端口交叉极化隔离度相对较低，从而导致交叉极化隔离度电平低。现有的辐射器单元主要有Vivaldi天线、探针耦合的微带天线以及缝隙耦合天线。Vivaldi天线单元可以满足辐射器的基本性能，但是其剖面相对较高，同时辐射单元的曲率不易加工，且重量较重。探针耦合的微带天线可以达到双极化功能，但是探针会引入电感，从而减小带宽。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种角馈式宽带高隔离度双极化天线，以解决现有相控阵天线存在的至少一个问题。本专利技术的技术方案是：一种角馈式宽带高隔离度双极化天线，包括：由上至下依此层叠的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板、第四介质基板以及第五介质基板；以及寄生贴片，为截面呈方形的金属贴片，设置在所述第一介质基板的下表面；辐射贴片，为截面呈方形的金属贴片，设置在所述第三介质基板的上表面，所述辐射贴片和寄生贴片共同作用，以增加天线工作带宽；开缝隙金属片，为截面呈方形的金属贴片，设置在所述第四介质基板的上表面，且所述开缝隙金属片上沿垂直板面方向贯穿开设有两个正交的H型缝隙，所述H型缝隙与所述开缝隙金属片的直角边成45°夹角，所述H型缝隙是用于将能量耦合到所述辐射贴片；两条微带馈线，设置在所述第五介质基板的上表面，且分别位于每个所述H型缝隙中心的正下方，用于将能量耦合到所述开缝隙金属片上的对应的H型缝隙；金属反射片，设置在所述第五介质基板的下表面；两个同轴线，其内导体贯穿所述第五介质基板上，每个所述同轴线的内导体与一条所述微带馈线连接；第一金属隔离过孔，沿垂直板面方向贯穿开设在所述第四介质基板和第五介质基板上，且一部分所述第一金属隔离过孔沿所述第四介质基板和第五介质基板周围均匀分布，另一部分所述第一金属隔离过孔位于所述两条微带馈线之间，沿所述第四介质基板中心线呈S型均匀分布；第二金属隔离过孔，贯穿所述第五介质基板，均匀分布在所述同轴线的内导体周围。可选的，所述第一介质基板、第三介质基板以及第五介质基板为Rogers5880材料的介质基板；所述第二介质基板为硬质泡沫板；所述第四介质基板采用陶瓷材料制成。可选的，两根所述微带馈线末端到相对应的所述H型缝隙中心的长度为四分之一波长。可选的，所述第四介质基板和第五介质基板周围的所述第一金属隔离过孔中，任意相邻的两个所述第一金属隔离过孔之间的间距为天线单元边长的八分之一；呈S型均匀分布所述第一金属隔离过孔中，任意相邻的两个所述第一金属隔离过孔之间的间距为天线单元边长的六分之一。可选的，所述辐射贴片的截面面积大于所述寄生贴片的截面面积。专利技术效果：本专利技术的角馈式宽带高隔离度双极化天线，具有工作频带宽、端口隔离度高、交叉极化电平低、驻波小、剖面低、重量轻的优点，并且结构简单、加工方便、成本低廉；进一步，能够有效节省天线的结构空间，减轻天线重量，同时满足天线的电性能要求。附图说明图1是本专利技术角馈式宽带高隔离度双极化天线的分体结构示意图；图2是本专利技术角馈式宽带高隔离度双极化天线的俯视图；图3是本专利技术角馈式宽带高隔离度双极化天线中同轴线部分的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。下面结合附图1至图3对本专利技术角馈式宽带高隔离度双极化天线做进一步详细说明。本专利技术提供了一种角馈式宽带高隔离度双极化天线，可以包括采用半固化片热压成型、由上至下依此层叠的第一介质基板11、第二介质基板12、第三介质基板13、第四介质基板14以及第五介质基板15；还可以包括寄生贴片2、辐射贴片3、开缝隙金属片4以及金属反射片6等。进一步，第一介质基板11、第二介质基板12、第三介质基板13、第四介质基板14以及第五介质基板15的材料和厚度可以根据需要进行适合的选择。本实施例中，优选第一介质基板11、第三介质基板13以及第五介质基板15为Rogers5880材料的介质基板；其中，第一介质基板厚度为10mil、第三介质基板厚度为20mil以及第五介质基板厚度为20mil。第二介质基板12为低介电常数的硬质泡沫板；第四介质基板14采用高介电常数的陶瓷材料制成。寄生贴片2为截面呈方形的金属贴片，采用金属刻蚀方法成型在第一介质基板11的下表面；辐射贴片3为截面呈方形的金属贴片，采用金属刻蚀方法成型在第三介质基板13的上表面，而第二介质基板12位于寄生贴片2与辐射贴片3之间。其中，辐射贴片3与寄生贴片2相互之间的尺寸可以根据需要进行适合的选择；本实施例中，优选寄生贴片2的截面面积大于辐射贴片3的截面面积。本专利技术的角馈式宽带高隔离度双极化天线中，通过寄生贴片2产生另一个谐振点，当调整寄生贴片2和辐射贴片3的尺寸，使得寄生贴片2与辐射贴片3产生的谐振点相接近时，就可以产生宽频带特性，以增加天线工作带宽。开缝隙金属片4为截面呈方形的金属贴片，采用半固化片热压成型方式设置在第四介质基板14的上表面；并且，在开缝隙金属片4上沿垂直板面方向贯穿开设有两个正交的H型缝隙41，H型缝隙41与开缝隙金属片4的直角边成45°夹角(即两缝隙呈T型放置)，H型缝隙41是用于将下层传输来的能量耦合到辐射贴片3。本专利技术的角馈式宽带高隔离度双极化天线中，还可以包括两条微带馈线5；两条微带馈线5设置在第五介质基板15的上表面，且分别位于每个H型缝隙41中心的正下方，形成带状线结构，用于将能量耦合到开缝隙金属片4上的对应的H型缝隙41。微带馈线5的形状以及安装位置等可以根据需要进适合的设置，本实施例中，两根微带馈线5末端到相对应的H型缝隙41中心的长度为四分之一波长。同时，上述第四介质基板14由于采用高介电常数的陶瓷材料制成，从而有利于将从微带馈线5传输的能量通过H型缝隙41耦合到上层的辐射贴片3上。金属反射片6是采用半固化片热压成型方式设置在第五介质基板15的下表面；优选金属反射片6为RogersRt5880的介质基板，从而有利于将背向辐射反射到主方向上，有利于提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角馈式宽带高隔离度双极化天线，其特征在于，包括：由上至下依此层叠的第一介质基板(11)、第二介质基板(12)、第三介质基板(13)、第四介质基板(14)以及第五介质基板(15)；以及寄生贴片(2)，为截面呈方形的金属贴片，设置在所述第一介质基板(11)的下表面；辐射贴片(3)，为截面呈方形的金属贴片，设置在所述第三介质基板(13)的上表面，所述辐射贴片(3)和寄生贴片(2)共同作用，以增加天线工作带宽；开缝隙金属片(4)，为截面呈方形的金属贴片，设置在所述第四介质基板(14)的上表面，且所述开缝隙金属片(4)上沿垂直板面方向贯穿开设有两个正交的H型缝隙(41)，所述H型缝隙(41)与所述开缝隙金属片(4)的直角边成45°夹角，所述H型缝隙(41)是用于将能量耦合到所述辐射贴片(3)；两条微带馈线(5)，设置在所述第五介质基板(15)的上表面，且分别位于每个所述H型缝隙(41)中心的正下方，用于将能量耦合到所述开缝隙金属片(4)上的对应的H型缝隙(41)；金属反射片(6)，设置在所述第五介质基板(15)的下表面；两个同轴线(7)，其内导体(71)贯穿所述第五介质基板(15)上，每个所述同轴线(7)的内导体(71)与一条所述微带馈线(5)连接；第一金属隔离过孔(81)，沿垂直板面方向贯穿开设在所述第四介质基板(14)和第五介质基板(15)上，且一部分所述第一金属隔离过孔(81)沿所述第四介质基板(14)和第五介质基板(15)周围均匀分布，另一部分所述第一金属隔离过孔(81)位于所述两条微带馈线(5)之间，沿所述第四介质基板(14)中心线呈S型均匀分布；第二金属隔离过孔(82)，贯穿所述第五介质基板(15)，均匀分布在所述同轴线(7)的内导体(71)周围。...

【技术特征摘要】
1.一种角馈式宽带高隔离度双极化天线，其特征在于，包括：由上至下依此层叠的第一介质基板(11)、第二介质基板(12)、第三介质基板(13)、第四介质基板(14)以及第五介质基板(15)；以及寄生贴片(2)，为截面呈方形的金属贴片，设置在所述第一介质基板(11)的下表面；辐射贴片(3)，为截面呈方形的金属贴片，设置在所述第三介质基板(13)的上表面，所述辐射贴片(3)和寄生贴片(2)共同作用，以增加天线工作带宽；开缝隙金属片(4)，为截面呈方形的金属贴片，设置在所述第四介质基板(14)的上表面，且所述开缝隙金属片(4)上沿垂直板面方向贯穿开设有两个正交的H型缝隙(41)，所述H型缝隙(41)与所述开缝隙金属片(4)的直角边成45°夹角，所述H型缝隙(41)是用于将能量耦合到所述辐射贴片(3)；两条微带馈线(5)，设置在所述第五介质基板(15)的上表面，且分别位于每个所述H型缝隙(41)中心的正下方，用于将能量耦合到所述开缝隙金属片(4)上的对应的H型缝隙(41)；金属反射片(6)，设置在所述第五介质基板(15)的下表面；两个同轴线(7)，其内导体(71)贯穿所述第五介质基板(15)上，每个所述同轴线(7)的内导体(71)与一条所述微带馈线(5)连接；第一金属隔离过孔(81)，沿垂直板面方向贯穿开设在所述第四介质基板(14)和第五介质基板(15)上，且一部分所述第一金...

【专利技术属性】
技术研发人员：开敏，侯付平，吴杨生，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32