一种双极化微带相控阵天线制造技术

本实用新型专利技术提出了一种双极化微带相控阵天线，包括多个双极化微带天线阵列，多个双极化微带天线阵列并排等距间隔排列且任意相邻两个双极化微带天线阵列相距0.8个波长；所述双极化微带天线阵列包括4个天线单元，4个天线单元构成1

【技术实现步骤摘要】
一种双极化微带相控阵天线


[0001]本技术涉及天线
，尤其涉及一种双极化微带相控阵天线。

技术介绍

[0002]随着新一代信息技术的快速发展，移动通信领域除了要求微带阵列天线在保证传统的低剖面，小型化特性之外，还需要其具有较高的频谱利用率及灵活的波束扫描功能，以实现无线系统较大的信道容量及覆盖范围。
[0003]双极化微带阵列天线可以利用同一个贴片发射两个互不于扰的正交极化电磁波，成倍的增加信道容量。相控阵天线阵列是由若干个独立馈电的阵元组合而成，可通过控制阵元的相位实现特定的波束指向，从而使天线具有高增益，波束扫描等特性。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
中存在的技术问题，本技术提出了一种双极化微带相控阵天线。
[0005]本技术提出的一种双极化微带相控阵天线，包括多个双极化微带天线阵列，多个双极化微带天线阵列并排等距间隔排列且任意相邻两个双极化微带天线阵列相距0.8个波长；所述双极化微带天线阵列包括4个天线单元，4个天线单元构成1
×
4阵列。
[0006]优选的，天线单元馈电方式采用缝隙耦合馈电，天线单元的输入阻抗为50Ω，中心频率为3.5GHz。
[0007]优选的，双极化微带天线阵列通过一分四功分器馈电。
[0008]优选的，双极化微带天线阵列中任意相邻两个天线单元之间的激励电流比不同，且四个天线单元的激励电流比为0.7:1:1:0.7。
[0009]优选的，双极化微带天线阵列中四个天线单元的0.49:1:l:0.49。
[0010]优选的，天线单元包括从上到下依次间隔布置的上层基板、下层基板、金属反射板，上层基板上表面设置有方形辐射贴片，下层基板上表面全部覆铜以形成接地板，接地板上刻有两个H形槽且两个H形槽呈T型分布，下层基板下表面设置有两个馈电微带线；双极化微带天线阵列中，各天线单元中方形辐射贴片的边与四个天线单元连线呈45度角。
[0011]优选的，上层基板、下层基板均采用RO4350介质基板，上层基板、下层基板的介电常数为3.6
‑
3.7，上层基板、下层基板的厚度h为0.507
‑
0.509mm。
[0012]优选的，双极化微带天线阵列的数量为四个。
[0013]本技术提出的一种双极化微带相控阵天线，为了实现波束在二维平面内扫描，将4个双极化微带天线阵列按照等间距沿一字排列构成，实现在水平平面上的扫描；通过优化调整4个双极化微带天线阵列的位置，任意相邻两个双极化微带天线阵列相距0.8个波长，对其天线馈电端口实行相位差可实现
±
30
°
的波束扫描。双极化微带天线阵列的输入阻抗为50欧姆，采用一分四功分器馈电的方式，中心频率3.5GHz，其可在保持天线的发射功率不变条件下，提升隔离度及天线增益，从而增加天线的可靠性；通过对辐射方向图以及微
带相控阵端口S参数、天线方向图等电性能指标仿真分析，结果显示双极化微带相控阵天线同极化端口之间的隔离度、天线增益都均满足工程需求。本技术面向产业需求，结合双极化和相控阵天线的特性，设计了一种工作在3.5GHz频段的双极化微带相控阵天线。
附图说明
[0014]图1为本技术提出的一种双极化微带相控阵天线的结构示意图；
[0015]图2为本技术提出的一种双极化微带相控阵天线中双极化微带天线阵列的结构示意图；
[0016]图3为本技术提出的一种双极化微带相控阵天线中一分四功分器结构；
[0017]图4为本技术提出的一种双极化微带相控阵天线中双极化微带天线阵列的
±
45
°
极化方向图；
[0018]图5为本技术提出的一种双极化微带相控阵天线的同极化端口隔离度；
[0019]图6为本技术提出的一种双极化微带相控阵天线的
±
10
°
波束扫描图；
[0020]图7为本技术提出的一种双极化微带相控阵天线的
±
30
°
波束扫描图。
具体实施方式
[0021]参照图1，本技术提出一种双极化微带相控阵天线，包括4个双极化微带天线阵列，4个双极化微带天线阵列并排等距间隔排列且任意相邻两个双极化微带天线阵列相距0.8个波长，所述波长为天线中心频率对应的波长。双极化微带天线阵列包括4个天线单元，4个天线单元构成1
×
4阵列。
[0022]参照图2，本实施例中，双极化微带天线阵列中天线单元包括从上到下依次间隔布置的上层基板、下层基板、金属反射板，上层基板上表面设置有方形辐射贴片，下层基板上表面全部覆铜以形成接地板，接地板上刻有两个H形槽且两个H形槽呈T型分布，下层基板下表面设置有两个馈电微带线；双极化微带天线阵列中，各天线单元中方形辐射贴片的边与四个天线单元连线呈45度角，如图4所示，双极化微带相控阵天线中双极化微带天线阵列的
±
45
°
极化方向图。
[0023]进一步的，上层基板、下层基板均采用RO4350介质基板，上层基板、下层基板的介电常数为3.66，上层基板、下层基板的厚度h为0.508mm。
[0024]进一步的，双极化微带天线阵列通过一分四功分器馈电，天线单元馈电方式采用缝隙耦合馈电，天线单元的输入阻抗为50Ω，中心频率为3.5GHz。
[0025]如图2所示，双极化微带天线阵列结构图，具体参数尺寸如表1所示。
[0026]表1
[0027]变量WLW1L1T数值80mm370mm29.9mm29.9mm89.9mm
[0028]进一步的，双极化微带天线阵列中任意相邻两个天线单元之间的激励电流比不同，大幅度减少了副瓣电平，具体地，四个天线单元的激励电流比为0.7:1:1:0.7，馈电网络根据四个输出端口的电流比可知，双极化微带天线阵列中四个天线单元的0.49:1:l:0.49。为实现上述要求，设计出一个一分四功分器，根据上述功分器设计理论，可以计算得到功率分配器各部分的电阻值，功率分配各部分对应阻抗如图3所示，各部分计算阻抗值如表2所
示。
[0029]表2
[0030]编号Z0Z1Z1bZ2Z2bZ3Z3b数值5010070.7151.0641.83104.2159.76
[0031]为了实现波束在二维平面内扫描，如图1(图中1
‑
8分别表示馈电端口1
‑
8)所示，将4个双极化微带天线阵列按照等间距沿一字排列构成，实现在水平平面上的扫描，根据相控阵天线原理，双极化微带天线阵之间的距离是非常重要的，如果间距过大，扫描的角度会比较小，容易出现栅瓣；当双极化微带天线阵的间距过小,它们之间的互耦影响会很大,影响了整个天线的性能，天线性能会变的很差；考虑双极化微带天线阵之间的互耦以及权衡天线结构等问题，通过优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极化微带相控阵天线，其特征在于，包括多个双极化微带天线阵列，多个双极化微带天线阵列并排等距间隔排列且任意相邻两个双极化微带天线阵列相距0.8个波长；所述双极化微带天线阵列包括4个天线单元，4个天线单元构成1
×
4阵列。2.根据权利要求1所述的双极化微带相控阵天线，其特征在于，天线单元馈电方式采用缝隙耦合馈电，天线单元的输入阻抗为50Ω，中心频率为3.5GHz。3.根据权利要求1所述的双极化微带相控阵天线，其特征在于，双极化微带天线阵列通过一分四功分器馈电。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的双极化微带相控阵天线，其特征在于，双极化微带天线阵列中任意相邻两个天线单元之间的激励电流比不同，且四个天线单元的激励电流比为0.7:1:1:0.7。5.根据权利要求4所述的双极化微带相控阵天线，其特征在于，双极化微带天线阵列中四个天线单元的0.49:1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘镇玮，孔勐，张忠祥，柴豆豆，张量，李洋，马超，
申请(专利权)人：合肥师范学院，
类型：新型
国别省市：