一种端射折叠缝隙天线阵制造技术

本发明专利技术公开了一种端射折叠缝隙天线阵，包括两天线单元、两矩形金属贴片、馈电结构；两天线单元共用两块介质板，两块介质板包括一上介质板和一下介质板，其中一个天线单元设置在上介质板和下介质板的一侧，另一天线单元设置在上介质板和下介质板的另一侧，两天线单元共用两块介质板构成二元天线阵。两天线单元用串馈技术通过两矩形金属贴片连接，天线单元开设有矩形缝隙，馈电结构设置在任一天线单元的矩形缝隙处。本发明专利技术通过类似“折叠”平面缝隙天线的方式，提出一种和平面缝隙天线具有类似辐射模式的、低剖面的、垂直极化的折叠缝隙天线，并以此为天线单元构造一个在平行于平面方向实现端射的二元阵列天线。

An end fired folded slot antenna array

【技术实现步骤摘要】
一种端射折叠缝隙天线阵
本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种端射折叠缝隙天线阵。
技术介绍
传统的平面缝隙天线可以在垂直于平面方向产生最大辐射，同时实现与天线所在平面平行的极化特性，如果要提供垂直极化，天线需要与地平面垂直，会占用很大的天线高度，严重的影响天线的美观性以及隐蔽性。
技术实现思路
本专利技术为解决传统的平面缝隙天线无法在平行于平面方向实现最大辐射问题，通过类似“折叠”平面缝隙天线的方式，提供了一种端射折叠缝隙天线阵。为实现以上专利技术目的，而采用的技术手段是：一种端射折叠缝隙天线阵，包括两天线单元、两矩形金属贴片、馈电结构；两天线单元共用两块介质板构成二元天线阵，且两天线单元用串馈技术通过两矩形金属贴片连接，所述天线单元开设有矩形缝隙，所述馈电结构设置在任一天线单元的矩形缝隙处。优选的，所述两介质板包括一上介质板和一下介质板，其中一个天线单元设置在所述上介质板和下介质板的一侧，另一天线单元设置在所述上介质板和下介质板的另一侧。在本实施例中，两天线单元共用两块介质板构成二元天线阵。优选的，所述天线单元包括所述上介质板和下介质板的一侧或另一侧部分、覆盖于所述上介质板一侧或另一侧上表面的上表面金属层、覆盖于所述下介质板一侧或另一侧下表面的下表面金属层、以及两面短路墙，所述两面短路墙分别贯穿上介质板和下介质板以连通短路所述上表面金属层与下表面金属层，两面短路墙与上表面金属层以及下表面金属层形成一矩形缝隙；两天线单元的上表面金属层通过其中一矩形金属贴片连接，两天线单元的下表面金属层通过另一矩形金属贴片连接。在本优选方案中，用于连接两天线单元的矩形金属贴片的宽度和位置都可以调整从而调整相位差，改善天线阵的方向图。优选的，所述介质板为矩形介质板，所述金属贴片为矩形金属贴片。优选的，任一所述天线单元中的两面短路墙共面设置并平行于所述上介质板或下介质板的长边，两面短路墙间以预设距离隔开且关于其所属天线单元的中心对称。优选的，所述短路墙包括若干金属圆柱，金属圆柱的两端分别贯穿上介质板和下介质板，且各金属圆柱沿所述上介质板或下介质板的长边并以预定间距分布。在本优选方案中，在矩形缝隙长度和金属圆柱间距一定的情况下，金属圆柱的数量应尽量多，且位于介质板最边缘的金属圆柱应尽量靠近边缘。优选的，所述金属圆柱的半径一致。优选的，任一面所述短路墙的金属圆柱数量不少于三个。优选的，所述馈电结构为同轴馈电结构，其中的同轴内导体垂直依次穿过所述下介质板和上介质板后与对应天线单元的上表面金属层连接，其中的同轴外导体连接对应天线单元的下表面金属层。优选的，所述矩形金属贴片、上表面金属层以及下表面金属层均印刷加工在所述上介质板或下介质板上。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术通过类似“折叠”平面缝隙天线地板的方式，提出一种和平面缝隙天线具有类似辐射模式的、低剖面的折叠缝隙天线，并以此为天线单元构造一个在平行于平面方向实现端射的二元阵列天线。当天线处于平放状态，能够实现与天线所在平面垂直的极化特性，具有非常低的应用高度，能够提高天线的美观性和隐蔽性。在设计小型化的、低剖面的、高增益的、垂直极化的端射阵列天线时，本专利技术尤为适用。附图说明图1为实施例中端射折叠缝隙天线阵的三维示意图。图2为实施例中端射折叠缝隙天线阵的俯视图。图3为实施例端射折叠缝隙天线阵中位于左侧的天线单元的三维示意图。图4为实施例中端射折叠缝隙天线阵的天线回波损耗示意图。图5为实施例中端射折叠缝隙天线阵在5.5GHz上的垂直面辐射方向图。图6为实施例中端射折叠缝隙天线阵在5.5GHz上的水平面辐射方向图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。一种端射折叠缝隙天线阵，如图1和2所示，包括两天线单元、两天线单元共用矩形的上介质板11和下介质板12构成二元天线阵，其中一个天线单元设置在所述上介质板11和下介质板12的左侧，另一天线单元设置在所述上介质板11和下介质板12的右侧。其中一个天线单元具体包括上介质板11的左侧部分、下介质板12的左侧部分、覆盖于上介质板11左侧上表面的上表面金属层1、覆盖于下介质板12左侧下表面的下表面金属层2、以及两面短路墙7、8，所述两面短路墙7、8分别贯穿上介质板11和下介质板12以连通短路所述上表面金属层1与下表面金属层2，两面短路墙7、8共面设置并平行于所述上介质板11或下介质板12的长边，两面短路墙7、8间以预设距离隔开且关于该天线单元的中心对称，从而在两面短路墙7、8与上表面金属层1以及下表面金属层2之间形成一矩形缝隙；另一个天线单元包括上介质板11的右侧部分、下介质板12的右侧部分、覆盖于上介质板11右侧上表面的上表面金属层3、覆盖于所述下介质板右侧12下表面的下表面金属层4、以及两面短路墙9、10，所述两面短路墙9、10分别贯穿上介质板11和下介质板12以连通短路所述上表面金属层3与下表面金属层4，两面短路墙9、10共面设置并平行于所述上介质板11或下介质板12的长边，两面短路墙9、10间以预设距离隔开且关于该天线单元的中心对称，从而在两面短路墙9、10与上表面金属层3以及下表面金属层4之间形成一矩形缝隙；两天线单元的上表面金属层1、3通过其中一矩形金属贴片5连接，两天线单元的下表面金属层2、4通过另一矩形金属贴片6连接。如图3所示，本实施例中的任一天线单元中的两面短路墙7、8或9、10共面设置并平行于所述上介质板11或下介质板12的长边，两面短路墙7、8或9、10关于其所属天线单元的中心对称。其中短路墙7、8、9、10均包括若干金属圆柱14，所述金属圆柱14的两端分别贯穿上介质板11和下介质板12，且各金属圆柱14沿所述上介质板11或下介质板12的长边并以预定间距分布。各金属圆柱14的半径一致，在本实施例中每个天线单元中的任一短路墙由三个金属圆柱组成。本实施例中的短路墙7、8、9、10的高度均为4.6mm，约为0.08λ，所以天线阵具有很低的剖面。天线阵的长度为50mm,尺寸约为0.9λ×0.4λ，具有较小的尺寸。需要说明的是，两个天线单元并不要求完全一样，即天线单元的宽度、矩形缝隙的长度、金属圆柱的数量都有可能不同，本实施例中的具体设置仅为本专利技术所作的举例。本实施例中的馈电结构13为同轴馈电结构，设置在位于左侧天线单元的矩形缝隙处，其中的同轴内导体垂直依次穿过所述下介质板11和上介质板12后与天线单元的上表面金属层1连接，其中的同轴外导体连接天线单元的下表面金属层2，即在下表面金属层2开一个与同轴外导体半径一样大的圆孔从下方馈电。其中矩形金属贴片5、6，上表面金属1、3以及下表面金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种端射折叠缝隙天线阵，其特征在于，包括两天线单元、两矩形金属贴片、馈电结构；两天线单元共用两块介质板构成二元天线阵，且两天线单元用串馈技术通过两矩形金属贴片连接，所述天线单元开设有矩形缝隙，所述馈电结构设置在任一天线单元的矩形缝隙处。/n

【技术特征摘要】
1.一种端射折叠缝隙天线阵，其特征在于，包括两天线单元、两矩形金属贴片、馈电结构；两天线单元共用两块介质板构成二元天线阵，且两天线单元用串馈技术通过两矩形金属贴片连接，所述天线单元开设有矩形缝隙，所述馈电结构设置在任一天线单元的矩形缝隙处。


2.根据权利要求1所述的端射折叠缝隙天线阵，其特征在于，所述两块介质板包括一上介质板和一下介质板，其中一个天线单元设置在所述上介质板和下介质板的一侧，另一天线单元设置在所述上介质板和下介质板的另一侧。


3.根据权利要求2所述的端射折叠缝隙天线阵，其特征在于，所述天线单元包括所述上介质板和下介质板的一侧或另一侧部分、覆盖于所述上介质板一侧或另一侧上表面的上表面金属层、覆盖于所述下介质板一侧或另一侧下表面的下表面金属层、以及两面短路墙，所述两面短路墙分别贯穿上介质板和下介质板以连通短路所述上表面金属层与下表面金属层，两面短路墙与上表面金属层以及下表面金属层形成一矩形缝隙；两天线单元的上表面金属层通过其中一矩形金属贴片连接，两天线单元的下表面金属层通过另一矩形金属贴片连接。


4.根据权利要求3所述的端射折叠缝隙天线阵，其特征在于，所述介质板为矩形介质板，所述金属贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕思文，梁志禧，李元新，龙云亮，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44