一种具有宽角宽带扫描能力的双极化微带天线单元.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110635232A(43)申请公布日2019.12.31(21)申请号201910768027.8(22)申请日2019.08.20(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人李鹏发屈世伟李小秋杨仕文孙红兵周志鹏(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人陈一鑫(51)Int.Cl.H01Q1/38(2006.01)H01Q1/50(2006.01)H01Q15/24(2006.01)H01Q1/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图8页(54)发明名称一种具有宽角宽带扫描能力的双极化微带天线单元(57)摘要本发明公开了一种适用于宽角、宽带扫描的双极化微带天线单元，属于天线工程技术领域。该天线由叠层贴片层、双极化馈电层和金属底板构成；其中叠层贴片层包含两层PCB板，并使用金属壁作为支撑；馈电层包含水平极化的微带馈线、地面上的十字形耦合槽、垂直极化的非对称带状线馈电，分别设置于三层PCB板上。通过金属壁和金属底板，增大了天线的机械强度和稳定性；金属壁支撑的空气腔体增大了天线带宽，避免了低介电常数PCB板的使用，减少了PCB板层数，从而减小了拼装过程的对齐误差并降低了成本；馈电层避免了盲孔，减小了加工难度、降低了加工成本。仿真和实验结果表明，该天线单元用于相控阵中，可以实现15％的相对带宽，带宽内扫描±45度不出现栅瓣、高副瓣，有源驻波低于2.5，交叉极化低于-20dB，隔离度在23dB以上。CN110635232ACN110635232A权利要求书1/1页1.一种具有宽角宽带扫描能力的双极化微带天线单元，该天线单元包括：从上到下依次层叠的叠层贴片层、双极化馈电层、金属底板；所述叠层贴片层包括：第一叠层贴片、第一PCB板层、第二叠层贴片、第二PCB板层、金属框；所述第一叠层贴片设置于第一PCB板层的上表面，且面积小于第一PCB板层的上表面；所述第二叠层贴片设置于第二PCB板层的上表面，且面积小于第二PCB板层的上表面；所述第二PCB板层镶嵌在金属框内部，第一PCB板层被金属框支撑，使第一PCB板层与第二PCB板层间形成空气腔体层；所述双极化馈电层包括：上到下依次层叠的在第三、第四、第五PCB板层，所述第三PCB板层上表面设置水平极化馈线，所述第四PCB板层内设置十字形耦合槽，所述第五PCB板层上表面设置垂直极化馈线；所述金属底板上设置有垂直极化馈电探针和水平极化馈电探针，所述垂直极化馈电探针从金属底板出发依次穿过第五PCB板层、第四PCB板层到达第三PCB板层下表面，垂直极化馈电探针穿过第五PCB板层时与设置于第五PCB板层上表面的垂直极化馈线输入端连接；所述水平极化馈电探针从金属底板出发依次穿过第五PCB板层、第四PCB板层、第三PCB板层到达第二PCB板层下表面，水平极化馈电探针穿过第三PCB板层时与设置于第三PCB板层上表面的水平极化馈线输入端连接；所述双极化馈电层中设置有一圈金属化过孔，用于包围住水平极化馈线、垂直极化馈线、垂直极化馈电探针、水平极化馈电探针。2.如权利要求1所述的一种具有宽角宽带扫描能力的双极化微带天线单元，其特征在于所述水平极化馈线为沿y方向的Y字形微带线，垂直极化馈线为沿x方向的Y字形带状线。3.如权利要求1所述的一种具有宽角宽带扫描能力的双极化微带天线单元，其特征在于所述十字形耦合槽的每一个枝节末端都设置有一个宽度大于十字形耦合槽并与之联通的矩形槽；所述十字形耦合槽深度矩形槽相同，且等于第四PCB板层的厚度。4.如权利要求1所述的一种具有宽角宽带扫描能力的双极化微带天线单元，其特征在于所述金属底板内设置有两个通孔，分别连接水平极化馈电探针、垂直极化馈电探针。5.如权利要求1所述的一种具有宽角宽带扫描能力的双极化微带天线单元，其特征在于所述第二叠层贴片形状与双极化馈电层中设置的一圈金属化过孔围成的形状大小相同，所述第一叠层贴片位于第二叠层贴片正上方，且面积大于第二叠层贴片。6.如权利要求2所述的一种具有宽角宽带扫描能力的双极化微带天线单元，其特征在于所述水平极化馈线的包括两部分：“U”型微带线部分和“1”型微带线部分，所述“1”型微带线部分的顶点连接“U”型微带线部分的下底边中点，“1”型微带线部分的底点为输入点。2CN110635232A说明书1/3页一种具有宽角宽带扫描能力的双极化微带天线单元技术领域[0001]本发明属于天线工程技术领域，涉及一种可以实现宽角、宽带扫描的双极化微带天线单元。背景技术[0002]双极化天线可以加倍频谱利用率，广泛应用于通信系统，在雷达探测及成像领域，不同极化也可以得到目标的不同成像信息；微带天线具有低剖面、结