[发明专利]一种宽频带高增益圆极化微带天线

说明书

一种宽频带高增益圆极化微带天线，包括地板、馈电同轴、底层介质基片、切角U形槽微带、顶层介质基片、基片集成波导方腔、2×2微带辐射单元。其中，基片集成波导方腔由底层回形微带线、金属圆柱阵列、顶层回形微带线以及金属圆柱阵列圈住的部分顶层介质基片构成。该天线各部分从下而上依次层叠，可采用常见的双层微带印制板工艺加工，也可以采用LTCC工艺实现。本发明采用单点馈电的下层微带通过基片集成波导方腔激励上层2×2微带辐射单元的形式，在实现宽频带的同时，提高了天线的增益，避免了使用复杂的馈电网络。结合通过在两层矩形微带上切角的方式，实现了天线的圆极化。本发明可作为单天线使用，也可用作宽角扫描阵列天线阵元。

技术领域

本发明属于微带天线技术领域，特别涉及一种宽频带、高增益、圆极化微带天线。

背景技术

微带天线具有低剖面、低成本、重量轻、结构简单、易共形、易集成的优点，是电子系统中常见的天线形式。圆极化微带天线具有较强的抗雨雾干扰和抗多径反射能力，因此在通信、雷达和导航系统中广泛应用。

随着宽带通信和高分辨成像等技术的发展，各类通信和成像系统对兼具低成本、宽频带、圆极化、高增益、适用于宽角扫描天线的需求越来越多。常见的宽频带圆极化微带天线一般采用双层(或多层)多馈点激励的方式，双层(或多层)微带结构形式使得天线作为阵列单元的隔离度降低，而多馈需要使用的复杂馈电网络不仅增大了天线的尺寸，提高了加工复杂度，还增大了天线馈电损耗。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种具备低成本、低剖面、宽频带、高增益、适用于宽角扫描的单点馈电圆极化微带天线，采用单点馈电的下层微带通过基片集成波导方腔激励上层2×2微带辐射单元的形式。在实现宽频带的同时，提高了天线的增益。结合在两层矩形微带上切角的方式，实现了天线的宽带圆极化。

本发明的技术解决方案为：

一种宽频带高增益圆极化微带天线，包括：地板、馈电同轴、底层介质基片、切角U形槽微带、顶层介质基片、基片集成波导方腔、微带辐射单元；

底层介质基片位于地板上层，顶层介质基片位于底层介质基片的上层，地板、底层介质基片以及顶层介质基片紧密贴合，形成天线主体；

在顶层介质基片上加工基片集成波导方腔，微带辐射单元和切角U形槽微带均位于基片集成波导方腔内，馈电同轴穿过地板与切角U形槽微带相连，用于天线馈电。

基片集成波导方腔为回字形，包括底层回形微带线、金属圆柱阵列和顶层回形微带线；

其中，底层回形微带线和顶层回形微带线在垂直方向上的投影完全重合，底层回形微带线和顶层回形微带线之间通过金属圆柱阵列连接。

金属圆柱阵列垂直于底层回形微带线和顶层回形微带线，金属圆柱阵列中包括多个均匀排布的金属圆柱，相邻两个金属圆柱之间的距离不大于1/80波长。

微带辐射单元与顶层回形微带线共面。

切角U形槽微带与底层回形微带线共面。

微带辐射单元包括个切角方形微带贴片，呈田字形等间距共面分布，其几何中心在垂直方向上的投影与切角U形槽微带的几何中心在垂直方向上的投影重合。

切角U形槽微带为切角方形微带贴片，贴片中央开有U形槽，贴片几何中心连接馈电同轴。

调整基片集成波导方腔的尺寸，从而改变天线的方向图和增益值。

调整微带辐射单元中4个切角方形微带贴片的尺寸，从而改变天线的方向图和增益值。

一种相控阵天线，包括多个相控阵单元，所述相控阵单元采用所述宽频带高增益圆极化微带天线实现。

本发明与现有技术相比的优点在于：