一种双极化微带贴片天线单元及天线阵制造技术

本发明专利技术公开提供一种双极化微带贴片天线单元及天线阵，包括从下向上依次设置的金属接地层、腔体层、介质层、支撑层和天线罩层；所述介质层上刻蚀有方形金属微带贴片；所述方形金属微带贴片上设置有作为馈电端口的两个第一同轴馈电连接器；每个所述第一同轴馈电连接器的内导体周围设置有用于阻抗匹配的圆环缝隙；所述方形金属微带贴片上还设置有用于阻抗匹配的水平矩形缝和垂直矩形缝；所述方形金属微带贴片中心处还设置有用于阻抗匹配的一组正交矩形斜缝；本发明专利技术所述双极化微带贴片天线单元在实现微带贴片天线宽角、宽频带性能的同时，具有小尺寸、极低剖面、重量轻、结构紧凑的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种双极化微带贴片天线单元及天线阵
本专利技术涉及雷达天线
，具体涉及一种双极化微带贴片天线单元及天线阵。
技术介绍
微带天线在军用和民用领域的应用十分广泛，而且种类繁多。随着无线通信技术的迅猛发展，日趋小型化和高度集成化的无线通信系统要求通信设备具有多功能、小体积、高速率的特点，具有轻、薄、短、小等特性的宽带无线产品将成为今后的主流。天线作为无线通信系统的门户，其性能的好坏直接影响到系统的通信质量。传统偶极子天线虽具有较好的传输特性，但其尺寸规格已无法满足设备小型化的发展要求，而微带天线因满足现有宽带无线产品所需具备的轻、薄、短、小的要求，在雷达、通信等方面得到了广泛应用，是近年来天线领域发展迅速的一个分支。与通常的微波天线相比，微带天线结构紧凑、剖面低、质量轻、成本低、易制作、易集成，可以做得很薄，因此可以不扰动装载的宇宙飞船空气动力学性能，无需作大的变动，天线就能很容易地装在导弹、火箭和卫星上。天线的散射截面较小，同时稍为改变馈电位置就可以获得线极化和圆极化(左旋和右旋)，易于制作双频段天线，适合于组合式设计，馈线和匹配网络可以和天线结构同时制作。双极化天线可同时发射两个互不干扰的正交极化电磁波，承载双倍信息量。随着科技的发展及人们对天线性能要求的提高，双极化天线越来越受到广大研究人员的重视。这种天线不仅能大大提高天线的性能，而且在很大程度上能降低系统的成本；但现有技术中并未有同时实现双极化和微带化的天线结构设置。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，提供一种双极化微带贴片天线单元，包括从下向上依次设置的金属接地层、腔体层、介质层、支撑层和天线罩层；所述腔体层为下部的所述金属接地层与上部的所述介质层通过环形腔体壁围合而成的中空腔体结构，所述支撑层设置在所述介质层的上层，用以支撑所述天线罩层；所述天线罩层设置在所述支撑层的上层，用于保护天线；所述介质层上刻蚀有一个方形金属微带贴片；所述方形金属微带贴片上设置有作为馈电端口的两个第一同轴馈电连接器；每个所述第一同轴馈电连接器的内导体周围设置有用于阻抗匹配的圆环缝隙；所述方形金属微带贴片上还设置有用于阻抗匹配的水平矩形缝和垂直矩形缝；所述方形金属微带贴片中心处还设置有用于阻抗匹配的一组正交矩形斜缝。较佳的，两所述第一同轴馈电连接器中心与所述方形金属微带贴片中心的连线相互垂直。较佳的，所述水平矩形缝和所述垂直矩形缝分别设置于两所述第一同轴馈电连接器和所述方形金属微带贴片中心之间。较佳的，所述圆环缝隙宽度设置为0.5mm。较佳的，每个所述第一同轴馈电连接器的外导体与所述金属接地层相连接，所述第一同轴馈电连接器的内导体外部设置有外套层，所述第一同轴馈电连接器的内导体连同所述外套层贯穿所述金属接地层，经所述腔体层的中空腔体后，所述第一同轴馈电连接器的内导体贯穿所述介质层后与所述方形金属微带贴片相焊接，所述外套层衬于介质层底部。较佳的，所述腔体层和所述支撑层设置为环形结构。较佳的，所述腔体层和所述支撑层均采用聚甲基丙烯酸甲酯制作。较佳的，所述外套层采用聚四氟乙烯制作。较佳的，一种双极化微带贴片天线阵，包括所述金属接地层、所述腔体层、所述介质层、所述支撑层和所述天线罩层；所述介质层上设置两个以上的所述方形金属微带贴片；所述方形金属微带贴片上设置有作为馈电端口的两个第一同轴馈电连接器；每个所述第一同轴馈电连接器的内导体周围设置有用于阻抗匹配的圆环缝隙；所述方形金属微带贴片上还设置有用于阻抗匹配的水平矩形缝和垂直矩形缝；所述方形金属微带贴片中心处还设置有用于阻抗匹配的一组正交矩形斜缝；相邻所述方形金属微带贴片之间设置T形金属微带耦合校准线，所述T形金属微带耦合校准线包括相互垂直设置的横向金属微带和纵向金属微带。较佳的，在所述T形微带耦合校准线上还设置有一个第二同轴馈电连接器，所述第二同轴馈电连接器的外导体与所述金属接地层相连接，所述第二同轴馈电连接器的内导体外部设置有所述外套层，所述第二同轴馈电连接器的内导体连同所述外套层贯穿所述金属接地层，经所述腔体层的中空腔体后，所述第二同轴馈电连接器的内导体贯穿所述介质层后与所述纵向金属微带相焊接，所述外套层衬于所述介质层底部。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：本专利技术所述双极化微带贴片天线单元在实现微带贴片天线宽角、宽频带性能的同时，具有小尺寸、极低剖面、重量轻、结构紧凑的优势。附图说明图1为本专利技术所述双极化微带贴片天线单元的结构侧视图；图2是本专利技术所述双极化微带贴片天线单元的结构俯视图；图3是本专利技术所述双极化微带贴片天线单元两馈电端口的驻波曲线图；图4是本专利技术所述双极化微带贴片天线单元天线中心频率的空间辐射方向图；图5是本专利技术所述双极化微带贴片天线阵的结构示意图；图6是本专利技术所述双极化微带贴片天线阵的轴比方向图。图中数字表示：1-第一同轴连接器；2-接地层；3-腔体层；4-介质层；5-支撑层；6-天线罩层；7-正交矩形斜缝；8-水平矩形缝；9-圆环缝隙；10-耦合校准线；11-内导体；12-方形金属微带贴片；13-外导体；14-外套层；15-垂直矩形缝；16-第二同轴连接器。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。实施例一如图1、图2所示，图1为本专利技术所述双极化微带贴片天线单元的结构侧视图；图2是本专利技术所述双极化微带贴片天线单元的结构俯视图；本专利技术所述双极化微带贴片天线单元包括从下向上依次设置的金属接地层2、腔体层3、介质层4、支撑层5和天线罩层6。所述腔体层3中空设置，具体为下部的所述金属接地层2与上部的所述介质层4通过环形腔体壁围合而成的中空腔体结构，从而使所述腔体层3作为微波信号的谐振腔。所述支撑层5设置在所述介质层4的上层，所述支撑层5用以支撑所述天线罩层6。所述腔体层3和所述支撑层5均采用聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)材料制作；同时为减轻重量，所述腔体层3和所述支撑层5均在中间尽量镂空，即所述腔体层3和所述支撑层5一般设置为环形结构，仅留下周边能够用于钻孔固定的壁厚。所述天线罩层6设置在所述支撑层5的上层，所述天线罩层6设置为薄壁结构，采用环氧树脂的绝缘材料制成，用于保护天线。所述介质层4上刻蚀有一个方形金属微带贴片12；所述方形金属微带贴片12上设置有作为馈电端口的两个第一同轴馈电连接器1。在俯视图方向上，两所述第一同轴馈电连接器1中心与所述方形金属微带贴片12中心的连线相互垂直。每个所述第一同轴馈电连接器1的内导体11周围设置有用于阻抗匹配的圆环缝隙9；所述圆环缝隙9宽度优选设置为0.5mm；所述方形金属微带贴片12上还设置有用于阻抗匹配的水平矩形缝8和垂直矩形缝15；所述水平矩形缝8和所述垂直矩形缝15分别设置于两所述第一同轴馈电连接器1和所述方形金属微带贴片12中心之间；所述方形金属微带贴片12中心处还设置有用于阻抗匹配的一组正交矩形斜缝7。所述金属接地层2、所述腔体层3、所述介质层4、所述支撑层5合所述天线罩层6组成一种双极化微带贴片天线，所述介质层4上刻蚀有一个所述方形金属微带贴片12作为天线辐射单元。所述方形金属微带贴片12上焊接有两个所述第一同轴馈电连接器1作为馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双极化微带贴片天线单元，其特征在于，包括从下向上依次设置的金属接地层、腔体层、介质层、支撑层和天线罩层；所述腔体层为下部的所述金属接地层与上部的所述介质层通过环形腔体壁围合而成的中空腔体结构，所述支撑层设置在所述介质层的上层，用以支撑所述天线罩层；所述天线罩层设置在所述支撑层的上层，用于保护天线；所述介质层上刻蚀有一个方形金属微带贴片；所述方形金属微带贴片上设置有作为馈电端口的两个第一同轴馈电连接器；每个所述第一同轴馈电连接器的内导体周围设置有用于阻抗匹配的圆环缝隙；所述方形金属微带贴片上还设置有用于阻抗匹配的水平矩形缝和垂直矩形缝；所述方形金属微带贴片中心处还设置有用于阻抗匹配的一组正交矩形斜缝。

【技术特征摘要】
2019.01.29 CN 20191010421311.一种双极化微带贴片天线单元，其特征在于，包括从下向上依次设置的金属接地层、腔体层、介质层、支撑层和天线罩层；所述腔体层为下部的所述金属接地层与上部的所述介质层通过环形腔体壁围合而成的中空腔体结构，所述支撑层设置在所述介质层的上层，用以支撑所述天线罩层；所述天线罩层设置在所述支撑层的上层，用于保护天线；所述介质层上刻蚀有一个方形金属微带贴片；所述方形金属微带贴片上设置有作为馈电端口的两个第一同轴馈电连接器；每个所述第一同轴馈电连接器的内导体周围设置有用于阻抗匹配的圆环缝隙；所述方形金属微带贴片上还设置有用于阻抗匹配的水平矩形缝和垂直矩形缝；所述方形金属微带贴片中心处还设置有用于阻抗匹配的一组正交矩形斜缝。2.如权利要求1所述的双极化微带贴片天线单元，其特征在于，两所述第一同轴馈电连接器中心与所述方形金属微带贴片中心的连线相互垂直。3.如权利要求2所述的双极化微带贴片天线单元，其特征在于，所述水平矩形缝和所述垂直矩形缝分别设置于两所述第一同轴馈电连接器和所述方形金属微带贴片中心之间。4.如权利要求1所述的双极化微带贴片天线单元，其特征在于，所述圆环缝隙宽度设置为0.5mm。5.如权利要求1所述的双极化微带贴片天线单元，其特征在于，每个所述第一同轴馈电连接器的外导体与所述金属接地层相连接，所述第一同轴馈电连接器的内导体外部设置有外套层，所述第一同轴馈电连接器的内导体连同所述外套层贯穿所述金属接地层，经所述腔体层的中空腔体后，所述第一同轴馈电连接器的内导体贯穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：方正新，李祥菊，刘少辉，郭琳，温丹莉，张琪春，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34