[发明专利]毫米波双频段双圆极化天线单元及其阵列、设计方法

权利要求书

1.一种毫米波双频段双圆极化天线单元，其特征在于，包括第一基板（1）、第二基板（2）、第三基板（3）及馈电结构（4）；所述第一基板（1）、所述第二基板（2）及所述第三基板（3）依次堆叠；

所述第一基板（1）上设置有第一SIW腔体（5）和寄生贴片（6），所述第二基板（2）上设置有第二SIW腔体（7）及两个矩形辐射贴片（8），两个所述矩形辐射贴片（8）设置于所述第二SIW腔体（7）的开槽中心，通过斜馈的所述矩形辐射贴片（8）在高频段实现一个轴比谐振点，形成左旋圆极化辐射；所述馈电结构（4）设置在所述第三基板（3）上；

所述第二基板（2）上设置有方形辐射槽（9），所述辐射贴片（8）设置在所述方形辐射槽（9）内；

所述方形辐射槽（9）上对称设置有第一微扰（10）和第二微扰（11）；引入所述第一微扰（10）和所述第二微扰（11），使得低频段的简并模式分离，在低频段实现另一个轴比谐振点，设计所述第一微扰（10）和所述第二微扰（11）的位置，形成右旋圆极化辐射；

所述馈电结构（4）包括微带馈线（401）；

所述第二基板（2）上设置有耦合馈电缝隙（402）。

2.根据权利要求1所述的毫米波双频段双圆极化天线单元，其特征在于，所述矩形辐射贴片（8）上设置有金属化通孔（12）。

3.根据权利要求1所述的毫米波双频段双圆极化天线单元，其特征在于，所述第一基板（1）的厚度、所述第二基板（2）的厚度、所述第三基板（3）的厚度分别为0.381mm、0.381mm和0.127mm。

4.根据权利要求1所述的毫米波双频段双圆极化天线单元，其特征在于，所述第一基板（1）的介电常数ε_r1、所述第二基板（2）的介电常数ε_r2及所述第三基板（3）的介电常数ε_r3均为2.2；

所述第一基板（1）的损耗角tanδ1、所述第二基板（2）的损耗角tanδ2及所述第三基板（3）的损耗角tanδ3均为0.0009。

5.根据权利要求1所述的毫米波双频段双圆极化天线单元，其特征在于，所述寄生贴片（6）为方形，所述寄生贴片（6）的边长P为2mm，相邻所述寄生贴片（6）的间距d_p为1.5mm；

所所述矩形辐射贴片的边长分别为p_x=1.13mm和p_y=2.05mm。

6.一种天线阵列，其特征在于，包括四个权利要求1至5任一项所述的毫米波双频段双圆极化天线单元；

四个所述第一基板（1）拼接设置在同一平面内构成第一层板（13），四个所述第二基板（2）拼接设置在同一平面内构成第二层板（14），四个所述第三基板（3）拼接设置在同一平面内构成第三层板（15）；

所述第一层板（13）、所述第二层板（14）及所述第三层板（15）依次堆叠。

7.一种基于权利要求1所述的毫米波双频段双圆极化天线单元的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：确定所需的两个工作频段；

步骤二：在第二SIW腔体（7）的顶层开一个方形辐射槽（9），引入微扰，使简并模式分离，形成一个轴比谐振点；

步骤三：在第二SIW腔体（7）的开槽中心引入两个矩形辐射贴片（8）构成高频辐射体，利用金属条将两个矩形辐射贴片（8）相连，并在两个矩形辐射贴片（8）上各做一个金属化通孔（12）；

步骤四：堆叠寄生贴片（6）在第二基板（2）上，在高频段引入另一个阻抗带宽的谐振点；

步骤五：微调寄生贴片（6）的位置，将轴比谐振点调整至所需的两个工作频段处。