一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元，包括：基板、小微带枝节、辐射贴片；同轴探针、微带滤波器、金属地板；辐射贴片设置于基板正面，金属地板设于基板背面；辐射贴片上设有环形贴片、内正方形贴片；内正方形贴片设于环形贴片中心，环形贴片内环和外环之间设有四个方形槽，且内设有微带滤波器；每个微带滤波器通过小微带枝节与内正方形贴片及环形贴片连接；小微带枝节上设有馈电点，馈电点位于小微带枝节与内正方形贴片的连接点，两个同轴探针分别设于相邻的两个馈电点上；同轴探针依次穿过金属地板、基板连接到馈电点。本实用新型专利技术可实现跨频段双频双极化天线阵列单元，并有效提高微带辐射单元的高频交叉极化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元
本技术涉及及微波毫米波通信领域，更具体地，涉及一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元。
技术介绍
移动终端早已从过去仅仅具有通话功能发展为具有多功能的移动多媒体终端，使人们得以享受科技进步带来的红利。随着时代的进步与发展，移动生活逐渐在人们生活中占据主导地位，移动娱乐、电子银行、电子医疗等网络业务发展使得移动和无线通信业务量爆发式发展。另外，物联网以及虚拟现实概念的兴起使得未来人物交互与物物相连，从而催生百亿个移动互联设备，信息的需求量将急剧上升，并要求更高效、低时延、安全的移动通信网络。而当前的移动通信技术面临着频谱资源紧张、系统容量受限等问题，远远达不到未来移动互联的需求。因此，第五代(5G)移动通信技术的发展提上了日程。这种5G通信的主要目标是通过无线保真网络为高数据率的用户提供高质量的音频，视频和数据服务。这些系统需要高效，紧凑和多频带的MIMO天线。由于具有重量轻，体积小和制造成本低等优良特性，微带贴片天线作为安装在接地基板上方的导电贴片，可以通过处于导电贴片边缘或背面的导线馈电，很容易地安装在任何表面上，实现在贴片的法线方向上的最强辐射，几乎没有旁瓣。因此，贴片天线已成为MIMO天线辐射单元的最佳选择。我国5G系统需要高(24GHz以上毫米波频段)、中(3GHz-6GHz频段)、低(3GHz一下频段)不同频段的工作频率，以满足覆盖、容量、连接数密度等多项关键性能指标的要求。单片单层双频微带天线，该天线的辐射贴片由一个内正方形贴片和一个环形贴片，再由小微带枝节连接构成。通过调节内正方形和环形贴片的宽度，可以获得具有两个工作频率的双频操作。该天线分别在横轴方向馈电和在竖轴方向馈电时，可分别获得在横轴方向和竖轴方向的极化，主要适用于5G移动通讯。这种单层双频双极化微带天线，其优点是相隔很远的频率两个频率，且容易加工制作。但这种天线结构模型有一个非常明显的缺点，高频的交叉极化性能比较差。
技术实现思路
本技术为克服上述现有技术所述的微带辐射单元的高频交叉极化性能比较差的缺陷，提供一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元。一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元，其特征在于，所述单元包括：基板、小微带枝节、辐射贴片、同轴探针、微带滤波器、金属地板；辐射贴片设置于基板正面，金属地板设于基板背面；辐射贴片上设有环形贴片、内正方形贴片；内正方形贴片设于环形贴片的中心，且四条边与环形贴片的边平行；环形贴片和内正方形贴片之间为镂空结构；环形贴片的内环和外环之间设有四个方形槽，四个方形槽依次与环形贴片内环不同的四个边重合；使得方向槽与环形贴片和内正方形贴片之间的镂空部位连通；方形槽内设有微带滤波器；每个微带滤波器的两端通过小微带枝节与内正方形贴片及环形贴片连接；小微带枝节上设有馈电点，馈电点位于小微带枝节与内正方形贴片的连接点同轴探针为两个，分别设于相邻的两个馈电点上；同轴探针依次穿过金属地板、基板连接到馈电点。优选地，所述环形贴片为环正方形贴片，所述基板为PCB电介质板。优选地，所述的方形槽设分别于环形贴片的横向中线和竖向中线上，且沿环形贴片的横向中线和竖向中线对称。优选地，小微带枝节分别沿环形贴片的横向中线和竖向中线设置，实现微带滤波器与内正方形贴片及环形贴片的连接。优选地，微带滤波器由的长为Cb，宽为Ca的微带线所蚀刻的4个对称的特殊图形形成，特殊图形由一直角三角形顶角连接一条长为(Ca-Cw)/2，宽为Cg的细窄缝构成；蚀刻后的微带线中间有十字形微带线，十字形微带线包括长微带线和短微带线，长微带线和短微带线呈“十字形”一体化连接；长微带线的两端分别与两条宽为Ce，长为Ca窄微带线的中部垂直连接；短微带线的两端分别与四个直角三角形的顶角连接；四个直角三角形沿十字形微带线对称，且四个直角三角形的斜边朝向十字形微带线；两条窄微带线中部各连接宽为W1的小微带枝节，其中一条窄微带线通过小微带枝节与环形贴片连接，另一条窄微带线通过小微带枝节与内正方形连接。优选地，设沿十字形微带线长微带线方向的相邻的直角三角形的底边之间的距离为Cd，直角三角形底边与长微带线之间的窄缝宽度为Cg，长微带线和短微带线的宽度为Cw；则微带滤波器的参数为：Ca＝1.3mm，Cb＝2.3mm，Cd＝1.6mm，Ce＝0.17mm，Cg＝0.18mm，Cw＝0.14mm。优选地，设内正方形贴片的边长为L1，环形贴片的外边长为L6；则2×L1<L6。优选地，设方形槽的长度为L4、宽度为L2，环形贴片的内边长为L3；则L2<L3；L4<1/2(L6-L3)。优选地，设基板的边长为L7，则L7>L6。优选地，内正方形贴片的边长L1大于方形槽的宽度L2。与现有技术相比，本技术技术方案的有益效果是：本技术可以实现在一个贴片实现两个频率fup-flow＝20GHz相差很大的双频微带贴片天线。技术中高频辐射方向图中的微带辐射单元厚度方向的面的交叉极化水平高于20dB，具有较好的交叉极化水平。附图说明图1为实施例1所述微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元示意图，其中图1(a)为正视图，图1(b)仰视图。图2为实施例1所提供的回波损耗S11(f＝4.9GHz)。图3为实施例1所提供的E面方向图(f＝4.9GHz)。图4为实施例1所提供的H面方向图(f＝4.9GHz)。图5为实施例1所提供的回波损耗S11(f＝26GHz)。图6为实施例1所提供的E面方向图(f＝26GHz)。图7为实施例1所提供的H面方向图(f＝26GHz)。图8为微带滤波器示意图。图中，1为辐射贴片，2为基板，3为金属地板，4和6为馈电点，5和7为同轴探针，8为小微带枝节，9为微带滤波器，1.1为环形贴片，1.2为内正方形贴片。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技术的技术方案做进一步的说明。实施例1：本实施例提供一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元，如图1所示，所述单元包括：基板2、小微带枝节8、辐射贴1、同轴探针(5、7)、微带滤波器9、金属地板3；所述环形贴片为环正方形贴片；辐射贴片1设置于基板2正面，金属地板3设于基板2背面；辐射贴片1上设有环形贴片1.1、内正方形贴片1.2；内正方形贴片1.2设于环形贴片1.1的中心，且四条边与环形贴片1.1的边平行；环形贴片1.1和内正方形贴片1.2之间为镂空结构；环形贴片1.1的内环和外环之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元，其特征在于，所述单元包括：基板、小微带枝节、辐射贴片、同轴探针、微带滤波器、金属地板；/n辐射贴片设置于基板正面，金属地板设于基板背面；/n辐射贴片上设有环形贴片、内正方形贴片；内正方形贴片设于环形贴片的中心，且四条边与环形贴片的边平行；环形贴片和内正方形贴片之间为镂空结构；/n环形贴片的内环和外环之间设有四个方形槽，四个方形槽依次与环形贴片内环不同的四个边重合；使得方向槽与环形贴片和内正方形贴片之间的镂空部位连通；/n方形槽内设有微带滤波器；每个微带滤波器的两端通过小微带枝节与内正方形贴片及环形贴片连接；/n小微带枝节上设有馈电点，馈电点位于小微带枝节与内正方形贴片的连接点/n同轴探针为两个，分别设于相邻的两个馈电点上；同轴探针依次穿过金属地板、基板连接到馈电点。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元，其特征在于，所述单元包括：基板、小微带枝节、辐射贴片、同轴探针、微带滤波器、金属地板；
辐射贴片设置于基板正面，金属地板设于基板背面；
辐射贴片上设有环形贴片、内正方形贴片；内正方形贴片设于环形贴片的中心，且四条边与环形贴片的边平行；环形贴片和内正方形贴片之间为镂空结构；
环形贴片的内环和外环之间设有四个方形槽，四个方形槽依次与环形贴片内环不同的四个边重合；使得方向槽与环形贴片和内正方形贴片之间的镂空部位连通；
方形槽内设有微带滤波器；每个微带滤波器的两端通过小微带枝节与内正方形贴片及环形贴片连接；
小微带枝节上设有馈电点，馈电点位于小微带枝节与内正方形贴片的连接点
同轴探针为两个，分别设于相邻的两个馈电点上；同轴探针依次穿过金属地板、基板连接到馈电点。


2.根据权利要求1所述的微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元，其特征在于，所述环形贴片为环正方形贴片，所述基板为PCB电介质板。


3.根据权利要求2所述的微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元，其特征在于，所述的方形槽设分别于环形贴片的横向中线和竖向中线上，且沿环形贴片的横向中线和竖向中线对称。


4.根据权利要求3所述的微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元，其特征在于，小微带枝节分别沿环形贴片的横向中线和竖向中线设置，实现微带滤波器与内正方形贴片及环形贴片的连接。


5.根据权利要求4所述的微波毫米波跨频段双频双极化微带辐射单元，其特征在于，微带滤波器由的长为Cb，宽为Ca的微带线所蚀刻的4个对称的特殊图形形成，特殊图形由一直角三角形顶角连接一条长为(Ca-Cw)/2，宽为Cg的细窄...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡惠萍，林福民，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44