一种基于复合模式传输线的基片集成双极化天线制造技术

本发明专利技术公开了一种基于复合模式传输线的基片集成双极化天线，包括按照由下至上的顺序依次层叠的双模馈电网络和辐射网络，双模馈电网络用于接入TE10模信号和TEM模信号，并将TE10模信号和TEM模信号传输至辐射网络，辐射网络用于将双模馈电网络传输至其处的TE10模信号和TEM模信号辐射至自由空间，双模馈电网络采用基于基片集成波导和SICL馈电结构的混合馈电网络实现；辐射网络采用基于偶极子结构的辐射网络实现；优点是在具有低剖面的同时，还具有较高的隔离度，波束幅值和相位稳定性高，能够满足微波通信链路的高增益和高隔离度应用需求。应用需求。应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合模式传输线的基片集成双极化天线


[0001]本专利技术涉及双极化天线，尤其是涉及一种基于复合模式传输线的基片集成双极化天线。

技术介绍

[0002]在微波双极化平面天线的应用中，通常采用在有限的空间内交错放置两组单极化天线。由于空间布局过于紧凑，增大了两组单极化天线之间的相互耦合，导致接收信号与发射信号的隔离度较差。为了获得更高的端口隔离度，通常选择在同一辐射面直接采用双极化天线。
[0003]传统的双极化天线通过设置馈电网络过渡层来避免接收信号与发射信号的交叉重叠，虽然能够提高隔离度，但这又使得其结构复杂度增加，以致剖面高度增加，提升了信号泄露的风险。
[0004]到目前为止，现有的双极化天线方案大多在隔离度与结构复杂度之间选择一个平衡，使得剖面高度和隔离度无法同时达到较好结果。当这类方案在实现大规模阵列双极化天线时，由于隔离度没有达到较好的结果，此时阵列中各个单元之间的耦合叠加，会导致波束幅度和相位稳定性受到极大的影响，最终使得增益降低，波束相位偏移，难以满足当前微波通信链路的高增益和高隔离度的实际应用需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在具有低剖面的同时，还具有较高的隔离度，波束幅值和相位稳定性高，能够满足微波通信链路的高增益和高隔离度应用需求的基于复合模式传输线的基片集成双极化天线。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：.一种基于复合模式传输线的基片集成双极化天线，包括按照由下至上的顺序依次层叠的双模馈电网络和辐射网络，所述的双模馈电网络用于接入TE10模信号和TEM模信号，并将TE10模信号和TEM模信号传输至所述的辐射网络，所述的辐射网络用于将所述的双模馈电网络传输至其处的TE10模信号和TEM模信号辐射至自由空间，所述的双模馈电网络采用基于基片集成波导和SICL馈电结构的混合馈电网络实现；所述的辐射网络采用基于偶极子结构的辐射网络实现。
[0007]所述的双模馈电网络包括两层矩形介质板、基片集成波导馈电网络、SICL馈电网络、十六条开槽缝隙、三十二个第一金属化通孔以及三十二个馈电反射腔；两层矩形介质板上下层叠，由上至下依次称为第一介质板和第二介质板，将所述的第一介质板和所述的第二介质板的长度方向作为左右方向，宽度方向作为前后方向，厚度方向作为上下方向，所述的第一介质板的上表面附着有第一铜层，所述的第二介质板的下表面附着有第二铜层，所述的第一铜层的尺寸大小与所述的第一介质板的上表面相同，所述的第二铜层的尺寸大小与所述的第二介质板的下表面相同，所述的基片集成波导馈电网络由一个一分十六功分器构成，该一分十六功分器具有一个输入端口和十六个输出端口，该一分十六功分器用于将
其输入端口输入的一路TE10模信号分成十六路TE10模信号在其十六个输出端口一一对应输出，该一分十六功分器的输入端口即为所述的基片集成波导馈电网络的输入端口，该一分十六功分器的十六个输出端口即为所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端口，所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端口延伸至所述的第一介质板的上表面上；所述的十六条开槽缝隙通过在所述的第一铜层上开设上下贯通的矩形开口槽实现，所述的十六条开槽缝隙与所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端口一一对应，相对应的一条开槽缝隙与所述的基片集成波导馈电网络的一个输出端口中，所述的基片集成波导馈电网络的该输出端口在该条开槽缝隙处完全暴露出来，所述的十六条开槽缝隙作为所述的基片集成波导馈电网络与所述的辐射网络之间的信号传递通道，用于将所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端输出的信号传递至所述的辐射网络；所述的SICL馈电网络设置在所述的第一介质板和所述的第二介质板之间，且其上表面附着在所述的第一介质板的下表面上，下表面附着在所述的第二介质板的上表面上；所述的SICL馈电网络包括一个一分三十二功分器和十六条相位延时线，该一分三十二功分器具有一个输入端口和三十二个输出端口，该一分三十二功分器用于将其输入端口输入的一路TEM模信号分成三十二路TEM模信号并在其三十二个输出端口一一对应输出，所述的一分三十二功分器的输入端口与所述的基片集成波导馈电网络的输入端口对置放置，所述的一分三十二功分器的三十二个输出端口按照4行8列方式分布，所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端按照4行4列方式分布，其中行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，所述的一分三十二功分器的第k行8个输出端口从左到右，每两个输出端口分为一组，k＝1，2，3，4，由此所述的一分三十二功分器具有按照4行4列方式分布的16组输出端口，所述的一分三十二功分器的第h行j列的一组输出端口与所述的基片集成波导馈电网络的第h行j列的输出端口相对应，h＝1，2，3，4，j＝1，2，3，4，相对应的所述的一分三十二功分器的一组输出端口与所述的基片集成波导馈电网络的一个输出端口中，所述的基片集成波导馈电网络的该输出端口位于所述的一分三十二功分器的该一组输出端口的两个输出端口的中间；十六个相位延时线的上表面附着在所述的第一介质板的下表面上，下表面附着在所述的第二介质板的上表面上，十六条相位延时线的一端与所述的一分三十二功分器中位于第1行第2列、第1行第4列、第1行第6列、第1行第8列、第2行第2列、第2行第4列、第2行第6列、第2行第8列、第3行第2列、第3行第4列、第3行第6列、第3行第8列、第4行第2列、第4行第4列、第4行第6列和第4行第8列这十六个输出端口一一对应连接，每条相位延时线用于将与其连接的所述的一分三十二功分器的输出端口输出的TEM模信号产生一百八十度的相位延时后在其另一端输出，所述的一分三十二功分器中位于第m行n列的输出端口与其第m行n+1列输出端口连接的相位延时线的另一端构成一对用于实现差分馈电的差分输出端，其中m＝1，2，3，4；n＝1，3，5，7，所述的一分三十二功分器中位于第1行第1列、第1行第3列、第1行第5列、第1行第7列、第2行第1列、第2行第3列、第2行第5列、第2行第7列、第3行第1列、第3行第3列、第3行第5列、第3行第7列、第4行第1列、第4行第3列、第4行第5列和第4行第7列这十六个输出端口以及十六条相位延时线的另一端为所述的SICL馈电网络的32个输出端口，即所述的SICL馈电网络具有16对差分输出端口，所述的一分三十二功分器的输入端口为所述的SICL馈电网络的输入端口；所述的三十二个第一金属化通孔上下贯穿所述的第一介质板和所述的第一铜层，所述的三十二个第一金属化通孔中每两个第一金属化通孔作为一组，即所述的三十二个第一金属化通孔包括十六组第一
金属化通孔，每组第一金属化通孔包括两个第一金属化通孔，十六组第一金属化通孔与所述的SICL馈电网络的十六对差分输出端口一一对应，相对应的一组第一金属化通孔与所述的SICL馈电网络的一对差分输出端口中，该组第一金属化通孔中两个第一金属化通孔的下表面与所述的SICL馈电网络的该对差分输出端口的两个输出端口一一对应连接，十六组第一金属化通孔作为所述的SICL馈电网络与所述的辐射网络之间的信号传递通道，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合模式传输线的基片集成双极化天线，包括按照由下至上的顺序依次层叠的双模馈电网络和辐射网络，所述的双模馈电网络用于接入TE10模信号和TEM模信号，并将TE10模信号和TEM模信号传输至所述的辐射网络，所述的辐射网络用于将所述的双模馈电网络传输至其处的TE10模信号和TEM模信号辐射至自由空间，其特征在于所述的双模馈电网络采用基于基片集成波导和SICL馈电结构的混合馈电网络实现；所述的辐射网络采用基于偶极子结构的辐射网络实现。2.根据权利要求1所述的一种基于复合模式传输线的基片集成双极化天线，其特征在于所述的双模馈电网络包括两层矩形介质板、基片集成波导馈电网络、SICL馈电网络、十六条开槽缝隙、三十二个第一金属化通孔以及三十二个馈电反射腔；两层矩形介质板上下层叠，由上至下依次称为第一介质板和第二介质板，将所述的第一介质板和所述的第二介质板的长度方向作为左右方向，宽度方向作为前后方向，厚度方向作为上下方向，所述的第一介质板的上表面附着有第一铜层，所述的第二介质板的下表面附着有第二铜层，所述的第一铜层的尺寸大小与所述的第一介质板的上表面相同，所述的第二铜层的尺寸大小与所述的第二介质板的下表面相同，所述的基片集成波导馈电网络由一个一分十六功分器构成，该一分十六功分器具有一个输入端口和十六个输出端口，该一分十六功分器用于将其输入端口输入的一路TE10模信号分成十六路TE10模信号在其十六个输出端口一一对应输出，该一分十六功分器的输入端口即为所述的基片集成波导馈电网络的输入端口，该一分十六功分器的十六个输出端口即为所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端口，所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端口延伸至所述的第一介质板的上表面上；所述的十六条开槽缝隙通过在所述的第一铜层上开设上下贯通的矩形开口槽实现，所述的十六条开槽缝隙与所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端口一一对应，相对应的一条开槽缝隙与所述的基片集成波导馈电网络的一个输出端口中，所述的基片集成波导馈电网络的该输出端口在该条开槽缝隙处完全暴露出来，所述的十六条开槽缝隙作为所述的基片集成波导馈电网络与所述的辐射网络之间的信号传递通道，用于将所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端输出的信号传递至所述的辐射网络；所述的SICL馈电网络设置在所述的第一介质板和所述的第二介质板之间，且其上表面附着在所述的第一介质板的下表面上，下表面附着在所述的第二介质板的上表面上；所述的SICL馈电网络包括一个一分三十二功分器和十六条相位延时线，该一分三十二功分器具有一个输入端口和三十二个输出端口，该一分三十二功分器用于将其输入端口输入的一路TEM模信号分成三十二路TEM模信号并在其三十二个输出端口一一对应输出，所述的一分三十二功分器的输入端口与所述的基片集成波导馈电网络的输入端口对置放置，所述的一分三十二功分器的三十二个输出端口按照4行8列方式分布，所述的基片集成波导馈电网络的十六个输出端按照4行4列方式分布，其中行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，所述的一分三十二功分器的第k行8个输出端口从左到右，每两个输出端口分为一组，k＝1，2，3，4，由此所述的一分三十二功分器具有按照4行4列方式分布的16组输出端口，所述的一分三十二功分器的第h行j列的一组输出端口与所述的基片集成波导馈电网络的第h行j列的输出端口相对应，h＝1，2，3，4，j＝1，2，3，4，相对应的所述的一分三十二功分器的一组输出端口与所述的基片集成波导馈电网络的一个输出端口中，所述的基片集成波导馈电网络的该输出端口位于所述的一分三十二功分器的该一组输出端口的两个输出端口的中间；十六个相位
延时线的上表面附着在所述的第一介质板的下表面上，下表面附着在所述的第二介质板的上表面上，十六条相位延时线的一端与所述的一分三十二功分器中位于第1行第2列、第1行第4列、第1行第6列、第1行第8列、第2行第2列、第2行第4列、第2行第6列、第2行第8列、第3行第2列、第3行第4列、第3行第6列、第3行第8列、第4行第2列、第4行第4列、第4行第6列和第4行第8列这十六个输出端口一一对应连接，每条相位延时线用于将与其连接的所述的一分三十二功分器的输出端口输出的TEM模信号产生一百八十度的相位延时后在其另一端输出，所述的一分三十二功分器中位于第m行n列的输出端口与其第m行n+1列输出端口连接的相位延时线的另一端构成一对用于实现差分馈电的差分输出端，其中m＝1，2，3，4；n＝1，3，5，7，所述的一分三十二功分器中位于第1行第1列、第1行第3列、第1行第5列、第1行第7列、第2行第1列、第2行第3列、第2行第5列、第2行第7列、第3行第1列、第3行第3列、第3行第5列、第3行第7列、第4行第1列、第4行第3列、第4行第5列和第4行第7列这十六个输出端口以及十六条相位延时线的另一端为所述的SICL馈电网络的32个输出端口，即所述的SICL馈电网络具有16对差分输出端口，所述的一分三十二功分器的输入端口为所述的SICL馈电网络的输入端口；所述的三十二个第一金属化通孔上下贯穿所述的第一介质板和所述的第一铜层，所述的三十二个第一金属化通孔中每两个第一金属化通孔作为一组，即所述的三十二个第一金属化通孔包括十六组第一金属化通孔，每组第一金属化通孔包括两个第一金属化通孔，十六组第一金属化通孔与所述的SICL馈电网络的十六对差分输出端口一一对应，相对应的一组第一金属化通孔与所述的SICL馈电网络的一对差分输出端口中，该组第一金属化通孔中两个第一金属化通孔的下表面与所述的SICL馈电网络的该对差分输出端口的两个输出端口一一对应连接，十六组第一金属化通孔作为所述的SICL馈电网络与所述的辐射网络之间的信号传递通道，用于将所述的SICL馈电网络的十六对差分输出端口产生的差分信号传递至所述的辐射网络；每个馈电反射腔均由六个上下贯穿所述的第一铜层、所述的第一介质板、所述的第二介质板和所述的第二铜层的第二金属化通孔组成，每个馈电反射腔的六个第二金属化通孔间隔分布围成一个半圆形，三十二个馈电反射腔与三十二个第一金属化通孔一一对应，相对应的一个馈电反射腔与一个第一金属化通孔中，该馈电反射腔的六个第二金属化通孔环绕在该第一金属化通孔的周围且与该第一金属化通孔不接触，以保证该第一金属化通孔在传递TEM模信号时能量不逸散，保证TEM模信号能够顺利进入所述的辐射网络；所述的辐射网络包含第三介质板和十六个辐射单元，所述的第三介质板层为矩形板，所述的第三介质板层叠在所述的第一介质板的上方，每个所述的辐射单元均包括一组磁偶极子、第三金属化通孔、第四金属化通孔、第一通孔反射腔、第二通孔反射腔、四个敷铜贴片、第一长条状敷铜探针、第二长条状敷铜探针和一个辐射反射腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：金天翔，陆云龙，尤阳，黄季甫，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：