一种超宽带双极化相控阵天线制造技术

本发明专利技术公开了一种超宽带双极化相控阵天线，包括：天线安装金属底板；天线阵列，其设置在所述天线安装金属底板上，所述天线阵列包括：多个相互级联的双极化天线单元，每一所述双极化天线单元包括：第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元和所述第二天线单元相互正交设置在所述天线安装金属底板上。本发明专利技术提高了天线单元之间的互耦，进一步展宽阵列天线的带宽；通过基于频率选择表面技术的大角度扫描匹配设计，实现大角度无盲点工作；采用Marchand宽带巴伦馈电结构实现超宽带平衡馈电；通过共面波导至微带线低损耗低散射过渡结构设计，实现了天线的高效率辐射。实现了天线的高效率辐射。实现了天线的高效率辐射。

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带双极化相控阵天线


[0001]本专利技术涉及天线
，具体涉及一种超宽带双极化相控阵天线。

技术介绍

[0002]随着无线通信系统的快速发展，双极化、宽带、宽角度扫描相控阵天线的需求不断增加。紧耦合阵列天线是近年来天线领域研究的一大热点，作为阵列天线的一种，它及其巧妙地应用天线单元之间的互耦来展宽阵列天线的带宽，具有低剖面、超宽带、大角度扫描等一系列优点，基于频率选择表面紧耦合技术的双极化超宽带阵列天线的设计还相对较少。。
[0003]现有技术中传统相控阵天线由于单元之间的耦合会使得天线的性能急剧恶化，必须抑制单元之间的强互耦作用，很难实现超宽带以及大角度扫描的优良性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了提供一种超宽带双极化相控阵天线。旨在解决现有技术中传统相控阵天线由于单元之间的耦合会使得天线的性能急剧恶化，必须抑制单元之间的强互耦作用，很难实现超宽带以及大角度扫描的优良性能的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供了一种超宽带双极化相控阵天线，包括：
[0007]天线安装金属底板；
[0008]天线阵列，其设置在所述天线安装金属底板上，所述天线阵列包括：多个相互级联的双极化天线单元，
[0009]每一所述双极化天线单元包括：第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元和所述第二天线单元相互正交设置在所述天线安装金属底板上，
[0010]所述第一天线单元和所述第二天线单元上均包括：
[0011]双层介质板；
[0012]紧耦合极子天线单元，其设置在所述双层介质板上；
[0013]第一金属化过孔，其设置在所述双层介质板上；
[0014]Marchand宽带巴伦，其与所述紧耦合极子天线单元通过所述第一金属化过孔连接，用于实现超宽带平衡馈电；
[0015]第一金属贴片，其设置在所述双层介质板上，用于增强耦合效应。
[0016]优选的，所述第一天线单元上设置有第一槽缝，所述第二天线单元上设置有第二槽缝，所述第一槽缝与所述第二槽缝配合，所述第一天线单元和所述第二天线单元通过所述第一槽缝和所述第二槽缝正交交叉嵌套，以实现双极化。
[0017]优选的，所述紧耦合极子天线单元包括：并排设置的第二金属贴片、第三金属贴片和第四金属贴片，所述第二金属贴片和所述第三金属贴片的馈电点处采用梯形结构，以展宽天线带宽。
[0018]优选的，所述双层介质板包括：上层介质板、下层介质板和半固化片，所述上层介
质板和所述下层介质板通过所述半固化片粘结。
[0019]优选的，所述Marchand宽带巴伦包括：
[0020]内导体，用于实现超宽带阻抗匹配；
[0021]两个第五金属贴片，其分别蚀刻在所述上层介质板和所述下层介质板的外侧；
[0022]若干个方型槽，若干个所述方型槽间隔蚀刻在所述第五金属贴片上，巴伦两臂通过两金属化通孔连接至紧耦合极子天线单元；
[0023]两个巴伦臂，两个所述巴伦臂均通过所述第一金属化过孔与所述紧耦合极子天线单元连接。
[0024]优选的，若干个所述方型槽对称设置在双层介质板的两侧，且若干个所述方型槽均采用渐变结构，以实现宽带阻抗匹配。
[0025]优选的，所述第一金属贴片设置有两个，两个所述第一金属贴片分别对称蚀刻在所述上层介质板的上表面和所述下层介质板的下表面，两个所述第一金属贴片分别覆盖在所述紧耦合极子天线单元的上、下两侧，用于增强耦合效应。
[0026]优选的，所述第一天线单元和所述第二天线单元上还包括：频率选择表面宽带匹配层，其设置在所述双层介质板上，且所述频率选择表面宽带匹配层与所述紧耦合极子天线单元位于同一层，以实现天线辐射带自由空间的宽带匹配。
[0027]优选的，所述内导体的下端为多节阻抗渐变线，所述内导体的上端为单节梯形渐变线，用于实现超宽带阻抗匹配。
[0028]优选的，所述第一天线单元和所述第二天线单元上还均包括：微带线转共面波导过渡结构和SSMP连接器，
[0029]所述微带线转共面波导过渡结构包括：
[0030]第二金属化过孔；
[0031]第三金属化过孔，用于抑制电磁泄露；
[0032]共面波导传输线，其通过所述第二金属化过孔向下过渡到内导体上，
[0033]所述微带线转共面波导过渡结构用于实现天线的高效率辐射，所述SSMP连接器与所述共面波导传输线的中心导带结构连接。
[0034]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0035]本专利技术提出了一种超宽带双极化相控阵天线，通过在第一天线单元和第二天线单元上增加金属贴片来提高天线单元之间的互耦，进一步展宽阵列天线的带宽；通过基于频率选择表面技术的大角度扫描匹配设计，实现大角度无盲点工作；采用Marchand宽带巴伦馈电结构实现超宽带平衡馈电；通过共面波导至微带线低损耗低散射过渡结构设计，实现了天线的高效率辐射。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0037]图1为本专利技术一实施例提供的超宽带双极化相控阵天线的结构示意图；
[0038]图2为本专利技术一实施例提供的第一天线单元结构示意图；
[0039]图3为本专利技术一实施例提供的第二天线单元结构示意图；
[0040]图4为本专利技术一实施例提供的第一天线单元与第二天线单元正交结构示意图；
[0041]图5为本专利技术一实施例提供的第一天线单元或第二天线单元的正面结构示意图；
[0042]图6为本专利技术一实施例提供的紧耦合极子天线单元结构示意图；
[0043]图7为本专利技术一实施例提供的双层介质板结构示意图；
[0044]图8为本专利技术一实施例提供的第一天线单元或第二天线单元结构示意图；
[0045]图9为本专利技术一实施例提供的Marchand宽带巴伦的内导体结构示意图；
[0046]图10为本专利技术一实施例提供的微带线过渡到CPW结构示意图。
[0047]附图标记说明：1
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天线阵列，2
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双极化天线单元，3
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天线安装金属底板，4
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第一天线单元，5
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第二天线单元，6
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紧耦合极子天线单元，7
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Marchand宽带巴伦，8
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第一金属贴片，9
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频率选择表面宽带匹配层，10
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第一金属化过孔，11
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双层介质板，12
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微带线转共面波导过渡结构，13
‑
SSMP连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超宽带双极化相控阵天线，其特征在于，包括：天线安装金属底板；天线阵列，其设置在所述天线安装金属底板上，所述天线阵列包括：多个相互级联的双极化天线单元，每一所述双极化天线单元包括：第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元和所述第二天线单元相互正交设置在所述天线安装金属底板上，所述第一天线单元和所述第二天线单元上均包括：双层介质板；紧耦合极子天线单元，其设置在所述双层介质板上；第一金属化过孔，其设置在所述双层介质板上；Marchand宽带巴伦，其与所述紧耦合极子天线单元通过所述第一金属化过孔连接，用于实现超宽带平衡馈电；第一金属贴片，其设置在所述双层介质板上，用于增强耦合效应。2.如权利要求1所述的超宽带双极化相控阵天线，其特征在于，所述第一天线单元上设置有第一槽缝，所述第二天线单元上设置有第二槽缝，所述第一槽缝与所述第二槽缝配合，所述第一天线单元和所述第二天线单元通过所述第一槽缝和所述第二槽缝正交交叉嵌套，以实现双极化。3.如权利要求2所述的超宽带双极化相控阵天线，其特征在于，所述紧耦合极子天线单元包括：并排设置的第二金属贴片、第三金属贴片和第四金属贴片，所述第二金属贴片和所述第三金属贴片的馈电点处采用梯形结构，以展宽天线带宽。4.如权利要求3所述的超宽带双极化相控阵天线，其特征在于，所述双层介质板包括：上层介质板、下层介质板和半固化片，所述上层介质板和所述下层介质板通过所述半固化片粘结。5.如权利要求4所述的超宽带双极化相控阵天线，其特征在于，所述Marchand宽带巴伦包括：内导体，用于实现超宽带阻抗匹配；两个第五金属贴片，其分别蚀刻在所述上层介质板和所述下层介质板的外侧；若干个方型...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁洵洵，陈麒天，刘超，玄晓波，马尧，张涛，骆定一，黄勇，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：