本发明专利技术公开了一种基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线，包括第一基板、第二基板、第三基板、第四基板、上层贴片、中层贴片、下层贴片、共面波导和地板，上层贴片、中层贴片、下层贴片、共面波导和地板之间分别通过第一通孔等通孔连接。本发明专利技术通过共面波导到垂直方向的平行双线的转换，可以避免馈电结构对天线剖面高度的影响。由于共面波导信号损耗低和保真性强，其与垂直方向的平行双线的直接转换能将天线馈电结构所用的板层数减少至一层，满足天线低剖面高度的要求，能够在同样的带宽下，天线的剖面高度更加低；在同样的剖面高度下，天线的带宽更宽且带宽内可调的谐振点数量更多，天线空间利用率更加高。本发明专利技术广泛应用于天线技术领域。术领域。术领域。
【技术实现步骤摘要】
一种基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线
[0001]本专利技术涉及天线
，尤其是一种基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线。
技术介绍
[0002]磁电偶极子具有低交叉极化、增益稳定、H面和E面波束宽带基本相等、后瓣小等优点。然而，磁电偶极子对剖面高度有着严格的要求，过高或过低的剖面高度都会使其辐射性能严重下降，导致天线带宽缩小。
[0003]目前的降低磁电偶极子剖面高度的方法大致可分为两类，在第一类方法主要针对磁电偶极子的垂直壁进行弯曲或折叠设计，从而延长磁电偶极子到地板的电流路径，最终实现剖面小型化，此类方法必然会导致磁电偶极子的平面空间利用率下降。另一类则是直接在磁电偶极子的垂直壁上进行开槽以实现曲流缝，其原理与第一类方法相似，但此种方法只适用于全金属类型的磁电偶极子，其它类型的磁电偶极子，比如基于印刷电路板工艺的磁电偶极子就无法使用此方法来降低剖面高度。尽管上述两种降低剖面的方法能在较低的剖面高度保持磁电偶极子的辐射性能，但其也使天线结构变得复杂。磁电偶极子的带宽也不能通过折叠来进一步扩宽，天线空间利用率与系统集成度有所下降。此外，在印刷电路板工艺下，磁电偶极子天线的传统馈电方式均需要两层以上的板层，进一步增加了天线的剖面高度。
技术实现思路
[0004]针对目前的磁电偶极子天线的剖面高度不易降低，导致磁电偶极子天线的空间占用大、空间利用率不高等技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线。
[0005]所述基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线包括第一基板、第二基板、第三基板、第四基板、上层贴片、中层贴片、下层贴片、共面波导和地板；所述第一基板、第二基板、第三基板和第四基板依次设置；所述上层贴片设置在所述第一基板的背向所述第二基板的一面；所述中层贴片设置在所述第一基板与所述第二基板之间；所述下层贴片设置在所述第二基板与所述第三基板之间；所述共面波导设置在所述第四基板的朝向所述第三基板的一面，所述地板设置在所述第四基板的背向所述第三基板的一面；所述上层贴片与所述中层贴片之间通过一组第一通孔连接；所述第一通孔穿过所述第一基板；所述中层贴片与所述下层贴片之间通过一组第二通孔连接；所述第二通孔穿过所述第二基板；所述下层贴片与所述共面波导之间通过一个第三通孔连接，所述下层贴片与所述地板之间通过一个第四通孔连接，所述第三通孔穿过所述第三基板，所述第四通孔依次穿
过所述第三基板和所述第四基板，所述第三通孔与所述第四通孔的延伸方向平行。
[0006]进一步地，所述上层贴片包括第一上层子贴片和第二上层子贴片，所述第一上层子贴片和所述第二上层子贴片之间通过第一缝隙隔开；所述中层贴片包括第一中层子贴片和第二中层子贴片，所述第一中层子贴片和所述第二中层子贴片之间通过第二缝隙隔开；所述下层贴片包括第一下层子贴片和第二下层子贴片，所述第一下层子贴片和所述第二下层子贴片之间通过第三缝隙隔开；一部分第一通孔连接所述第一上层子贴片和所述第一中层子贴片，另一部分第一通孔连接所述第二上层子贴片和所述第二中层子贴片；一部分第二通孔连接所述第一中层子贴片和所述第一下层子贴片，另一部分第二通孔连接所述第二中层子贴片和所述第二下层子贴片；所述第三通孔的一端与所述第一下层子贴片连接，所述第四通孔的一端与所述第二下层子贴片连接。
[0007]进一步地，所述第一上层子贴片和所述第二上层子贴片的尺寸相同；所述第一中层子贴片和所述第二中层子贴片的尺寸相同；所述第一下层子贴片和所述第二下层子贴片的尺寸相同。
[0008]进一步地，所述上层贴片的长度小于所述中层贴片的长度，所述上层贴片的宽度小于所述中层贴片的宽度，所述中层贴片的尺寸与所述下层贴片的尺寸相同。
[0009]进一步地，所述一组第一通孔和所述第一上层子贴片的连接点，与和所述第二上层子贴片的连接点关于所述第一缝隙平行；所述一组第二通孔和所述第一中层子贴片的连接点，与和所述第二中层子贴片的连接点关于所述第二缝隙平行；所述第三通孔和所述第一下层子贴片的连接点，与所述第四通孔和所述第二下层子贴片的连接点关于所述第三缝隙平行。
[0010]进一步地，所述共面波导包括中心导体带和导体平面，所述中心导体带的末端与所述导体平面之间存在第四缝隙，所述第一缝隙、所述第二缝隙、所述第三缝隙和所述第四缝隙位于同一平面。
[0011]进一步地，所述第三通孔与所述第四通孔之间的相对面积与所述共面波导的阻抗匹配；所述相对面积为所述第三通孔的长度与所述第三通孔和所述第四通孔之间的距离的乘积。
[0012]进一步地，所述一组第一通孔包括两个第一通孔，其中一个第一通孔与所述第三通孔位于同一直线上，另外一个第一通孔与所述第四通孔位于同一直线上。
[0013]进一步地，所述上层贴片、中层贴片、下层贴片、共面波导和地板的材质均为铜。
[0014]进一步地，所述第一基板、第二基板、第三基板和第四基板的材质均为Rogers RO4232，相对介电常数均为3.2，正切损耗角均为0.0018。
[0015]本专利技术的有益效果是：实施例中的基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线舍弃了微带线耦合缝隙式馈电结构，而选择了共面波导到垂直方向的平行双线的转换，因此避免了馈电结构对天线剖面高度的影响。由于共面波导具有信号损耗低和保真性强等优
点，其与垂直方向的平行双线的直接转换则能将天线馈电结构所用的板层数减少至一层，因而能满足天线低剖面高度的要求，能够实现在同样的带宽下，天线的剖面高度更加低；在同样的剖面高度下，天线的带宽更宽且带宽内可调的谐振点数量更多，天线空间利用率更加高。
附图说明
[0016]图1为实施例中的宽带低剖面磁电偶极子天线的整体结构示意图；图2为实施例中的宽带低剖面磁电偶极子天线的剖面示意图；图3为实施例中的宽带低剖面磁电偶极子天线的剖面示意图；图4为实施例中的共面波导到平行双线的转换结构示意图；图5为实施例中的共面波导到平行双线的转换结构示意图；图6为实施例中的上层贴片、中层贴片和下层贴片的结构示意图；其中，（a）为上层贴片的结构示意图，（b）为中层贴片的结构示意图，（c）为下层贴片的结构示意图；图7为实施例中上层贴片、中层贴片和下层贴片形成的辐射体的结构示意图；图8为实施例中的宽带低剖面磁电偶极子天线的部分尺寸示意图；图9为实施例中进行仿真所得到的仿真S参数结果示意图；图10为实施例中进行仿真所得到的当Phi=0
°
时的天线辐射远场方向图；图11为实施例中进行仿真所得到的当Phi=90
°
时的天线辐射远场方向图。
具体实施方式
[0017]本实施例中，基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线的结构如图1所示。参照图1，基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线包括第一基板110、第一基板120、第三基板130、第四基板140、上层贴片210、中层贴片220、下层贴片230、共面波导240和地板250等结构。
[0018]参照图1，第一基板110、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线，其特征在于，所述基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线包括第一基板、第二基板、第三基板、第四基板、上层贴片、中层贴片、下层贴片、共面波导和地板；所述第一基板、第二基板、第三基板和第四基板依次设置；所述上层贴片设置在所述第一基板的背向所述第二基板的一面；所述中层贴片设置在所述第一基板与所述第二基板之间；所述下层贴片设置在所述第二基板与所述第三基板之间；所述共面波导设置在所述第四基板的朝向所述第三基板的一面，所述地板设置在所述第四基板的背向所述第三基板的一面；所述上层贴片与所述中层贴片之间通过一组第一通孔连接；所述第一通孔穿过所述第一基板；所述中层贴片与所述下层贴片之间通过一组第二通孔连接；所述第二通孔穿过所述第二基板；所述下层贴片与所述共面波导之间通过一个第三通孔连接，所述下层贴片与所述地板之间通过一个第四通孔连接，所述第三通孔穿过所述第三基板，所述第四通孔依次穿过所述第三基板和所述第四基板，所述第三通孔与所述第四通孔的延伸方向平行。2.根据权利要求1所述的基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线，其特征在于：所述上层贴片包括第一上层子贴片和第二上层子贴片，所述第一上层子贴片和所述第二上层子贴片之间通过第一缝隙隔开；所述中层贴片包括第一中层子贴片和第二中层子贴片，所述第一中层子贴片和所述第二中层子贴片之间通过第二缝隙隔开；所述下层贴片包括第一下层子贴片和第二下层子贴片，所述第一下层子贴片和所述第二下层子贴片之间通过第三缝隙隔开；一部分第一通孔连接所述第一上层子贴片和所述第一中层子贴片，另一部分第一通孔连接所述第二上层子贴片和所述第二中层子贴片；一部分第二通孔连接所述第一中层子贴片和所述第一下层子贴片，另一部分第二通孔连接所述第二中层子贴片和所述第二下层子贴片；所述第三通孔的一端与所述第一下层子贴片连接，所述第四通孔的一端与所述第二下层子贴片连接。3.根据权利要求2所述的基于叠层技术的宽带低剖面磁电偶极子天线，其特征在于：所述第一上层子贴片和所述第二上层子贴片的尺寸相同；所述第一中层子贴片和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆凯，柯智淇，李明麒，杨楠，梁国华，龙云亮，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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