一种全金属宽带双极化缝隙天线制造技术

本发明专利技术公开了一种全金属宽带双极化缝隙天线，包括CTS辐射缝隙层和馈电网络，馈电网络包括垂直双脊波导功分器层、第一1分16同轴功分器层和第二1分16同轴功分器层，CTS辐射缝隙层包括第一金属板、用于生成+45

【技术实现步骤摘要】
一种全金属宽带双极化缝隙天线


[0001]本专利技术涉及一种天线，尤其是涉及一种全金属宽带双极化缝隙天线。

技术介绍

[0002]现代通信对于无线通信容量的需求迅速增加，在远距离无线通信场景中，宽带、高增益、高效率的阵列天线是建立稳定通信的首选。宽带双极化天线因为可以提高信道容量和通信可靠性，在这类无线通信系统中扮演着重要的角色。同时，与使用两个分离的单极化天线相比，双极化天线采用双极化共享孔径的天线结构，可以节省成本和空间。，全金属类双极化天线(DPA)由于消除了介质损耗，具有高增益和高效率的特性，因此在远距离无线通信场景中需求很大，如高数据速率的点对点无线通信、卫星通信等。鉴于宽带双极化天线的优点，采用低损耗方案实现的宽带双极化天线变得很有吸引力。抛物面反射器和反射镜具有低成本和易于制造的优点，是当前设计宽带双极化天线一种常见的选择。然而，基于抛物面反射器和反射镜设计的宽带双极化天线体积很大，而且外形很高，越来越不能满足当前产品小型化的需求。近年出现的金属波导双极化缝隙天线结构紧凑，体积较小，是全金属类双极化天线中一种极具竞争力的选择，同时也是宽带双极化天线的理想候选天线。
[0003]最近报道的金属波导双极化缝隙天线基本都是基于全共馈馈电网络的工作模式。其主要阵列单元是十字形缝隙、方形缝隙和磁电偶极子等。为了支持双极化正常工作，两个复杂的全共馈馈电网络以及一个正交模式耦合器被放置在天线单元的下方。基于共馈形式的金属波导双极化缝隙天线的相对（阻抗）带宽已扩展到约26.3%。低副瓣电平(SLL)是高性能天线的关键指标之一。低副瓣电平意味着减少了干扰，提高了无线通信系统性能。但是上述报道的金属波导双极化缝隙天线沿极化面具有相对较高的SLL(约
‑
13分贝)。
[0004]目前，实现低SLL的第一种方法是幅度渐变，它采用不等幅同相馈电网络来实现理想的幅值分布。然而，不等幅同相馈电网络中采用的不等功率分配器和相位补偿结构使整个馈电网络进一步复杂化。特别是对于上述报道的金属波导双极化缝隙天线，应在两个全共馈馈电网络中应用幅度渐变方法，但是在有限的空间内实现两个全共馈馈电网络的布局非常困难。此外，利用幅度渐变幅度渐变来实现低SLL会牺牲天线的效率。

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较宽的相对（阻抗）带宽的同时，具有超低SLL，简单馈电结构，较高的天线效率的全金属宽带双极化缝隙天线。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种全金属宽带双极化缝隙天线，包括按照从上到下层叠的CTS辐射缝隙层和馈电网络，所述的馈电网络包括按照从上到下层叠的垂直双脊波导功分器层、第一1分16同轴功分器层和第二1分16同轴功分器层，所述的第一1分16同轴功分器层用于接入11
‑
15GHz频率的TE
10
模，并将TE
10
模分为16路传输至所述的垂直双脊波导功分器层中，所述的第二1分16同轴功分器层用于接入11
‑
15GHz频率的TE
10
模，并将TE
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模分为16路传输至所述的垂直双脊波导功分器层，所述的垂直双脊波导
功分器层用于将所述的第一1分16同轴功分器层传输至至其处的每路TE
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模或者所述的第二1分16同轴功分器层传输至至其处的每路TE
10
模分为4路TE
10
模，从而得到64路TE
10
模传输至所述的CTS辐射缝隙层，所述的CTS辐射缝隙层用于将传输至其处的64路TE
10
模转换为TEM模后生成+45
°
极化波或者
‑
45
°
极化波辐射出去，其中，如果所述的垂直双脊波导功分器层接入所述的第一1分16同轴功分器层传输至其处的16路TE
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模，所述的垂直双脊波导功分器层将所述的第一1分16同轴功分器层传输至其处的16路TE
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模分为64路TE
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模后传输至所述的CTS辐射缝隙层，此时所述的CTS辐射缝隙层生成+45
°
极化波辐射出去，如果所述的垂直双脊波导功分器层接入所述的第二1分16同轴功分器层传输至其处的16路TE
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模，所述的垂直双脊波导功分器层将所述的第二1分16同轴功分器层传输至其处的16路TE
10
模分为64路TE
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模后传输至所述的CTS辐射缝隙层，此时所述的CTS辐射缝隙层生成
‑
45
°
极化波辐射出去；所述的CTS辐射缝隙层包括第一金属板、用于生成+45
°
极化波辐射出去的第一CTS辐射缝隙阵列和用于生成
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45
°
极化波辐射出去的第二CTS辐射缝隙阵列，所述的第一金属板为矩形板，所述的第一金属板的长度方向对应为左右方向，宽度方向对应为前后方向，厚度方向对应为上下方向，将所述的第一金属板的左下角到右上角的对角线称为第一对角线，该第一对角线方向对应为+45
°
极化方向，将所述的第一金属板的右下角到左上角的对角线称为第二对角线，该第二对角线方向对应为
‑
45
°
极化方向；所述的第一CTS辐射缝隙阵列由开设在所述的第一金属板上表面的64个第一CTS辐射缝隙按照8行8列均匀间隔分布构成，所述的第一CTS辐射缝隙阵列的行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，每一行8个第一CTS辐射缝隙中相邻两个第一CTS辐射缝隙的中心间距相等，且均为18.5 mm，每一列8个第一CTS辐射缝隙中相邻两个第一CTS辐射缝隙的中心间距相等，且均为18.5 mm，每个第一CTS辐射缝隙的开设方向均平行于所述的第一对角线；所述的第二CTS辐射缝隙阵列由开设在所述的第一金属板上表面的64个第二CTS辐射缝隙按照8行8列均匀间隔分布构成，所述的第二CTS辐射缝隙阵列的行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，每一行8个第二CTS辐射缝隙中相邻两个第二CTS辐射缝隙的间距相等，且均为18.5 mm，每一列8个第二CTS辐射缝隙中相邻两个第二CTS辐射缝隙的间距相等，且均为18.5 mm，每个第二CTS辐射缝隙的开设方向均平行于所述的第二对角线；所述的第一CTS辐射缝隙阵列中的64个第一CTS辐射缝隙与所述的第二CTS辐射缝隙阵列中的64个第二CTS辐射缝隙交错设置，互不干涉，第k行第二CTS辐射缝隙位于第k行第一CTS辐射缝隙的后侧以及第k+1行第一CTS辐射缝隙的前侧，k=1，2，
…
，63，第64行第二CTS辐射缝隙位于第64行第一CTS辐射缝隙的后侧，所述的第一CTS辐射缝隙阵列中的64个第一CTS辐射缝隙与所述的第二CTS辐射缝隙阵列中的64个第二CTS辐射缝隙之间形成多个交错区域，每个交错区域处分别设置有一个金属组件，且该金属组件与其周围的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全金属宽带双极化缝隙天线，包括按照从上到下层叠的CTS辐射缝隙层和馈电网络，其特征在于所述的馈电网络包括按照从上到下层叠垂直双脊波导功分器层、第一1分16同轴功分器层和第二1分16同轴功分器层，所述的第一1分16同轴功分器层用于接入11
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15GHz频率的TE
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模，并将TE
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模分为16路传输至所述的垂直双脊波导功分器层中，所述的第二1分16同轴功分器层用于接入11
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15GHz频率的TE
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模，并将TE
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模分为16路传输至所述的垂直双脊波导功分器层，所述的垂直双脊波导功分器层用于将所述的第一1分16同轴功分器层传输至至其处的每路TE
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模或者所述的第二1分16同轴功分器层传输至至其处的每路TE
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模分为4路TE
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模，从而得到64路TE
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模传输至所述的CTS辐射缝隙层，所述的CTS辐射缝隙层用于将传输至其处的64路TE
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模转换为TEM模后生成+45
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极化波或者
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极化波辐射出去，其中，如果所述的垂直双脊波导功分器层接入所述的第一1分16同轴功分器层传输至其处的16路TE
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模，所述的垂直双脊波导功分器层将所述的第一1分16同轴功分器层传输至其处的16路TE
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模分为64路TE
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模后传输至所述的CTS辐射缝隙层，此时所述的CTS辐射缝隙层生成+45
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极化波辐射出去，如果所述的垂直双脊波导功分器层接入所述的第二1分16同轴功分器层传输至其处的16路TE
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模，所述的垂直双脊波导功分器层将所述的第二1分16同轴功分器层传输至其处的16路TE
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模分为64路TE
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模后传输至所述的CTS辐射缝隙层，此时所述的CTS辐射缝隙层生成
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极化波辐射出去；所述的CTS辐射缝隙层包括第一金属板、用于生成+45
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极化波辐射出去的第一CTS辐射缝隙阵列和用于生成
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极化波辐射出去的第二CTS辐射缝隙阵列，所述的第一金属板为矩形板，所述的第一金属板的长度方向对应为左右方向，宽度方向对应为前后方向，厚度方向对应为上下方向，将所述的第一金属板的左上角到右下角的对角线称为第一对角线，该第一对角线方向对应为+45
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极化方向，将所述的第一金属板的右上角到左下角的对角线称为第二对角线，该第二对角线方向对应为
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极化方向；所述的第一CTS辐射缝隙阵列由开设在所述的第一金属板上表面的64个第一CTS辐射缝隙按照8行8列均匀间隔分布构成，所述的第一CTS辐射缝隙阵列的行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，每一行8个第一CTS辐射缝隙中相邻两个第一CTS辐射缝隙的中心间距相等，且均为18.5 mm，每一列8个第一CTS辐射缝隙中相邻两个第一CTS辐射缝隙的中心间距相等，且均为18.5 mm，每个第一CTS辐射缝隙的开设方向均平行于所述的第一对角线；所述的第二CTS辐射缝隙阵列由开设在所述的第一金属板上表面的64个第二CTS辐射缝隙按照8行8列均匀间隔分布构成，所述的第二CTS辐射缝隙阵列的行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，每一行8个第二CTS辐射缝隙中相邻两个第二CTS辐射缝隙的间距相等，且均为18.5 mm，每一列8个第二CTS辐射缝隙中相邻两个第二CTS辐射缝隙的间距相等，且均为18.5 mm，每个第二CTS辐射缝隙的开设方向均平行于所述的第二对角线；所述的第一CTS辐射缝隙阵列中的64个第一CTS辐射缝隙与所述的第二CTS辐射缝隙阵列中的64个第二CTS辐射缝隙交错设置，互不干涉，第k行第二CTS辐射缝隙位于第k行第一CTS辐射缝隙的后侧以及第k+1行第一CTS辐射缝隙的前侧，k=1，2，
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，63，第64行第二CTS辐射缝隙位于第64行第一CTS辐射缝隙的后侧，所述的第一CTS辐射缝隙阵列中的64个第一CTS辐射缝隙与所述的第二CTS辐射缝隙阵列中的64个第二CTS辐射缝隙之间形成多个交错区域，每个交错区域处分别设置有一个金属组件，且该金属组件与其周围的第一CTS辐射缝隙和第二CTS辐射缝隙均不相交，每个所述的金属组件分别包括同轴设置的第一正方体金属块和第二正方体金属块，所述的第一正方体金属块的边长大于
所述的第二正方体金属块的边长，所述的第一正方体金属块的下端面与所述的第一金属板的下端面固定且两者贴合，所述的第二正方体金属块位于所述的第一正方体金属块的上方，所述的第二正方体金属块的下端面与所述的第一正方体金属块的上端面固定且两者贴合。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄季甫，黄明健，尤清春，陈中英，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：