双极化滤波天线阵列制造技术

本发明专利技术提供了双极化滤波天线阵列，包括依次层叠设置的第一金属层、第一基板、第二金属层、第二基板、第三金属层、第三基板、第四金属层、第四基板以及第五金属层；第一基板上开设有多个第一金属化通孔，第二基板上开设有多个第二金属化通孔，第三基板上开设有多个第三金属化通孔，第四基板上开设有多个第四金属化通孔；该多个第一金属化通孔、第一金属层、第二金属层围成第一谐振腔，该多个第二金属化通孔、第二金属层、第三金属层围成第二谐振腔，该多个第三金属化通孔、第三金属层以及第四金属层围成第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔以及第六谐振腔。本发明专利技术具有损耗更小、结构更紧凑、系统的效率更高的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波通信领域，特别是涉及一种双极化滤波天线阵列。
技术介绍
对与无线通信中的基站，仅使用单一线极化的天线是不够的。双极化天线由于能够减弱多径效应衰弱、增加信道通信容量、实现频率复用以及形成极化多样体系，而在基站中被广泛应用。但是，传统的双极化天线只负责辐射两种正交极化的波束，仅仅作为辐射电磁波而存在，使得系统中还必须在天线之前加入将工作频率以外的信号滤除的滤波电路，增加了系统体积和系统的损耗。同时，在现代基站中，波束形成技术正成为趋势。为了减少所需的发射机数量，由数个天线单元组成的小型天线阵列成为必须。结合以上三点需求，设计一种即能够实现双极化辐射，又能够实现滤波功能，还以阵列形式存在的双极化滤波天线阵列就显得十分有意义。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种双极化滤波天线阵列；以解决现有技术中的技术问题。本专利技术实施例提供一种双极化滤波天线阵列，包括依次层叠设置的第一金属层、第一基板、第二金属层、第二基板、第三金属层、第三基板、第四金属层、第四基板以及第五金属层；所述第一基板上开设有多个第一金属化通孔，第二基板上开设有多个第二金属化通孔，第三基板上开设有多个第三金属化通孔，第四基板上开设有多个第四金属化通孔；该多个第一金属化通孔、第一金属层、以及第二金属层围成第一谐振腔，该多个第二金属化通孔、第二金属层、以及第三金属层围成第二谐振腔，该多个第三金属化通孔、第三金属层以及第四金属层围成大小相同且呈矩形阵列分布的第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔以及第六谐振腔；该多个第四金属化通孔、第四金属层以及第五金属层围成大小相同且呈矩形阵列分布的第七谐振腔、第八谐振腔、第九谐振腔以及第十谐振腔；该第一金属层上设置有用于向该第一谐振腔馈电的第一馈电微带线以及第二馈电微带线，该第二金属层上设置有用于将第一谐振腔器与第二谐振腔器耦合连接的第一矩形耦合缝隙以及第二矩形耦合缝隙，该第三金属层上设置有分别用于将第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔以及第六谐振腔与该第二谐振腔分别耦合级联的第三矩形耦合缝隙、第四矩形耦合缝隙、第五矩形耦合缝隙以及第六矩形耦合缝隙，该第四金属层上设置有第七圆形耦合缝隙、第八圆形耦合缝隙、第九圆形耦合缝隙、第十圆形耦合缝隙、第十一圆形耦合缝隙、第十二圆形耦合缝隙、第十三圆形耦合缝隙以及第十四圆形耦合缝隙，其中，该第七圆形耦合缝隙、第八圆形耦合缝隙分别用于将所述第六谐振腔与所述第七谐振腔器耦合级联，该第九圆形耦合缝隙、第十圆形耦合缝隙用于将第八谐振腔与第三谐振腔耦合级联，该第十一圆形耦合缝隙、该第十二圆形耦合缝隙用于将第四谐振腔与该第九谐振腔耦合级联，该第十三圆形耦合缝隙以及第十四圆形耦合缝隙用于将该第五谐振腔与第十谐振腔耦合级联；该第五金属层上设置有分别用于将第七谐振腔、第八谐振腔、第九谐振腔、以及第十谐振腔中的信号辐射出去的第一十字辐射缝隙、第二十字辐射缝隙、第三十字辐射缝隙、第四十字辐射缝隙，第一十字辐射缝隙、第二十字辐射缝隙、第三十字辐射缝隙、第四十字辐射缝隙均分别由两条尺寸相同且相互正交的矩形耦合缝隙形成。在所述的双极化滤波天线阵列中，所述第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔、第六谐振腔、第七谐振腔、第八谐振腔、第九谐振腔、第十谐振腔均为矩形谐振腔。在所述的双极化滤波天线阵列中，所述第一谐振腔在所述第一金属层上的投影为正方形，该第一馈电微带线和第二馈电微带线临近该正方形的两个相邻的顶角上。在所述的双极化滤波天线阵列中，所述第一矩形耦合缝隙和第二矩形耦合缝隙尺寸相同且相互正交，该正交中心、第一谐振腔的中心以及第二谐振腔的中心共线。在所述的双极化滤波天线阵列中，所述第三矩形耦合缝隙、第四矩形耦合缝隙、第五矩形耦合缝隙、第六矩形耦合缝隙的尺寸相同，第二谐振腔在该第三金属层上的投影的中心对称分布。在所述的双极化滤波天线阵列中，所述第七圆形耦合缝隙、第八圆形耦合缝隙、第九圆形耦合缝隙、第十圆形耦合缝隙、第十一圆形耦合缝隙、第十二圆形耦合缝隙、第十三圆形耦合缝隙、第十四圆形耦合缝隙的尺寸相同，其中第七圆形耦合缝隙、第八圆形耦合缝隙相对第七谐振腔在该第四金属层上的投影的对角线对称分布，第九圆形耦合缝隙、第十圆形耦合缝隙相对第八谐振腔在该第四金属层上的投影对角线对称分布，其中，第十一圆形耦合缝隙、第十二圆形耦合缝隙相对第九谐振腔在该第四金属层上的投影对角线对称分布，第十三圆形耦合缝隙、第十四圆形耦合缝隙相对在该第四金属层上的投影对角线对称分布。在所述的双极化滤波天线阵列中，第一十字辐射缝隙的正交中心与该第七谐振腔在该第五金属层上的投影的中心重合，第二十字辐射缝隙的正交中心与该第八谐振腔在该第五金属层上的投影的中心重合，第三十字辐射缝隙的正交中心与该第九谐振腔在该第五金属层上的投影的中心重合，第四十字辐射缝隙的正交中心与该第十谐振腔在该第五金属层上的投影的中心重合。相较于现有技术的，实施本专利技术具有以下有益效果：本专利技术不但能够实现双极化辐射，具有较好的输入端口隔离度及较低的辐射交叉极化，同时由于本专利技术将滤波电路和天线阵列这种辐射电路集成在一起设计，其中的第七、八、九、十谐振腔既作为最后一级谐振器而存在，并且通过辐射缝隙向外辐射信号，从而使得相比与单独设计天线和滤波电路再集成在一起的设计而言，损耗更小、结构更紧凑、系统的效率更高。附图说明图1是本专利技术一优选实施例中的双极化滤波天线阵列侧面结构示意图。图2是本专利技术一优选实施例中的双极化滤波天线阵列的分解结构示意图。图3是图2所示实施例中的双极化滤波天线阵列的第一金属层及第一谐振腔结构示意图。图4是图2所示实施例中的双极化滤波天线阵列的第二金属层及第二谐振腔结构示意图。图5是图2所示实施例中的双极化滤波天线阵列的第三金属层及第三谐振腔结构示意图。图6是图2所示实施例中的双极化滤波天线阵列的第四金属层及第四谐振腔结构示意图。图7是图2所示实施例中的双极化滤波天线阵列的第五金属层结构示意图。图8是本专利技术一实施实例的S参数仿真及测试结果。图9是本专利技术一实施实例的在第一馈电微带线馈电时远场辐射方向图的仿真及测试结果。图10是本专利技术一实施实例的在第二馈电微带线馈电时远场辐射方向图的仿真及测试结果。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例一请参照图1至图7，在本优选实施例中，该双极化滤波天线阵列包括依次层叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极化滤波天线阵列，其特征在于，包括依次层叠设置的第一金属层、第一基板、第二金属层、第二基板、第三金属层、第三基板、第四金属层、第四基板以及第五金属层；所述第一基板上开设有多个第一金属化通孔，第二基板上开设有多个第二金属化通孔，第三基板上开设有多个第三金属化通孔，第四基板上开设有多个第四金属化通孔；该多个第一金属化通孔、第一金属层、以及第二金属层围成第一谐振腔，该多个第二金属化通孔、第二金属层、以及第三金属层围成第二谐振腔，该多个第三金属化通孔、第三金属层以及第四金属层围成大小相同且呈矩形阵列分布的第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔以及第六谐振腔；该多个第四金属化通孔、第四金属层以及第五金属层围成大小相同且呈矩形阵列分布的第七谐振腔、第八谐振腔、第九谐振腔以及第十谐振腔；该第一金属层上设置有用于向该第一谐振腔馈电的第一馈电微带线以及第二馈电微带线，该第二金属层上设置有用于将第一谐振腔器与第二谐振腔器耦合连接的第一矩形耦合缝隙以及第二矩形耦合缝隙，该第三金属层上设置有分别用于将第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔以及第六谐振腔与该第二谐振腔分别耦合级联的第三矩形耦合缝隙、第四矩形耦合缝隙、第五矩形耦合缝隙以及第六矩形耦合缝隙，该第四金属层上设置有第七圆形耦合缝隙、第八圆形耦合缝隙、第九圆形耦合缝隙、第十圆形耦合缝隙、第十一圆形耦合缝隙、第十二圆形耦合缝隙、第十三圆形耦合缝隙以及第十四圆形耦合缝隙，其中，该第七圆形耦合缝隙、第八圆形耦合缝隙分别用于将所述第六谐振腔与所述第七谐振腔器耦合级联，该第九圆形耦合缝隙、第十圆形耦合缝隙用于将第八谐振腔与第三谐振腔耦合级联，该第十一圆形耦合缝隙、该第十二圆形耦合缝隙用于将第四谐振腔与该第九谐振腔耦合级联，该第十三圆形耦合缝隙以及第十四圆形耦合缝隙用于将该第五谐振腔与第十谐振腔耦合级联；该第五金属层上设置有分别用于将第七谐振腔、第八谐振腔、第九谐振腔、以及第十谐振腔中的信号辐射出去的第一十字辐射缝隙、第二十字辐射缝隙、第三十字辐射缝隙、第四十字辐射缝隙，第一十字辐射缝隙、第二十字辐射缝隙、第三十字辐射缝隙、第四十字辐射缝隙均分别由两条尺寸相同且相互正交的矩形耦合缝隙形成。...

【技术特征摘要】
1.一种双极化滤波天线阵列，其特征在于，包括依次层叠设置的第一金属层、第一基板、第二金属层、第二基板、第三金属层、第三基板、第四金属层、第四基板以及第五金属层；所述第一基板上开设有多个第一金属化通孔，第二基板上开设有多个第二金属化通孔，第三基板上开设有多个第三金属化通孔，第四基板上开设有多个第四金属化通孔；该多个第一金属化通孔、第一金属层、以及第二金属层围成第一谐振腔，该多个第二金属化通孔、第二金属层、以及第三金属层围成第二谐振腔，该多个第三金属化通孔、第三金属层以及第四金属层围成大小相同且呈矩形阵列分布的第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔以及第六谐振腔；该多个第四金属化通孔、第四金属层以及第五金属层围成大小相同且呈矩形阵列分布的第七谐振腔、第八谐振腔、第九谐振腔以及第十谐振腔；该第一金属层上设置有用于向该第一谐振腔馈电的第一馈电微带线以及第二馈电微带线，该第二金属层上设置有用于将第一谐振腔器与第二谐振腔器耦合连接的第一矩形耦合缝隙以及第二矩形耦合缝隙，该第三金属层上设置有分别用于将第三谐振腔、第四谐振腔、第五谐振腔以及第六谐振腔与该第二谐振腔分别耦合级联的第三矩形耦合缝隙、第四矩形耦合缝隙、第五矩形耦合缝隙以及第六矩形耦合缝隙，该第四金属层上设置有第七圆形耦合缝隙、第八圆形耦合缝隙、第九圆形耦合缝隙、第十圆形耦合缝隙、第十一圆形耦合缝隙、第十二圆形耦合缝隙、第十三圆形耦合缝隙以及第十四圆形耦合缝隙，其中，该第七圆形耦合缝隙、第八圆形耦合缝隙分别用于将所述第六谐振腔与所述第七谐振腔器耦合级联，该第九圆形耦合缝隙、第十圆形耦合缝隙用于将第八谐振腔与第三谐振腔耦合级联，该第十一圆形耦合缝隙、该第十二圆形耦合缝隙用于将第四谐振腔与该第九谐振腔耦合级联，该第十三圆形耦合缝隙以及第十四圆形耦合缝隙用于将该第五谐振腔与第十谐振腔耦合级联；该第五金属层上设置有分别用于将第七谐振腔、第八谐振腔、第九谐振腔、以及第十谐振腔中的信号辐射出去的第一十字辐射缝隙、第二十字辐射缝隙、第三十字辐射缝隙、第四十字辐射缝隙，第一十字辐射缝隙、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚慧，陈建新，唐慧，周立衡，秦伟，陆清源，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32