[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

说明书

本发明提供了一种毫米波双频段双圆极化天线单元及其阵列、设计方法，包括第一基板、第二基板、第三基板及馈电结构；所述第一基板、所述第二基板及所述第三基板依次堆叠；所述第一基板上设置有第二SIW腔体和寄生贴片，所述第二基板上设置有第二SIW腔体及辐射贴片；所述馈电结构设置在所述第三基板上。本发明可使用多层印刷电路板工艺制作，采用缝隙耦合馈电，在两个频段分别实现右旋和左旋圆极化，由于采用全并行微带馈电网络，因此该结构便于扩展至更大规模的天线阵列。

技术领域

本发明涉及阵列化天线技术，具体地，涉及一种毫米波双频段双圆极化天线单元及其阵列、设计方法。

背景技术

天线是无线通信系统的重要组成部分。天线的多频段工作可以减少大量天线的使用，从而减小了无线通信系统的体积。圆极化天线能够接收任意极化的电磁波，可以有效地提高接收和辐射效率，目前已被广泛应用于卫星通讯、电子侦察等领域。国内外在毫米波多频段圆极化天线方向也有大量的工作，但现有的天线受限于单天线，且辐射模式不稳定。

公开为CN103050788A为专利文献公开了一种天线阵列单元、阵列天线、多频天线单元和多频阵列天线，该天线阵列单元包括：两个天线单元对，呈十字交叉设置，其中，每个天线单元对包括两个天线单元，两个天线单元通过馈电网络相互电连接，并且两个天线单元对分别独立馈电。但是该专利文献仍然存在辐射模式不稳定的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种毫米波双频段双圆极化天线单元及其阵列、设计方法。

根据本发明提供的一种毫米波双频段双圆极化天线单元，包括第一基板、第二基板、第三基板及馈电结构；所述第一基板、所述第二基板及所述第三基板依次堆叠；

所述第一基板上设置有第二SIW腔体和寄生贴片，所述第二基板上设置有第二SIW腔体及辐射贴片；所述馈电结构设置在所述第三基板上。

优选的，所述馈电结构包括微带馈线。

优选的，所述第二基板上设置有辐射槽，所述辐射贴片设置在所述辐射槽内。

优选的，所述辐射槽上对称设置有第一微扰和第二微扰。

优选的，所述辐射贴片上设置有金属化通孔。

优选的，所述第一基板的厚度、所述第二基板的厚度、所述第三基板的厚度分别为0.381mm、0.381mm和0.127mm；

优选的，所述第一基板的介电常数ε_r1、所述第二基板的介电常数ε_r2及所述第三基板的介电常数ε_r3均为2.2；

所述第一基板的损耗角tanδ1、所述第二基板的损耗角tanδ2及所述第三基板的损耗角tanδ3均为0.0009。

优选的，所述寄生贴片为方形，所述寄生贴片的边长P为2mm，相邻所述寄生贴片的间距d_p为1.5mm。

优选的，所述辅射贴片为矩形，所述辅射贴片的边长分别为p_x＝1.13mm和p_y＝2.05mm。

本发明还提供一种天线阵列，包括四个上述的毫米波双频段双圆极化天线单元；

四个所述第一基板拼接设置在同一平面内构成第一层板，四个所述第二基板拼接设置在同一平面内构成第二层板，四个所述第三基板拼接设置在同一平面内构成第三层板；

所述第一层板、所述第二层板及所述第三层板依次堆叠。

本发明还提供一种基于上述的毫米波双频段双圆极化天线单元的设计方法，包括如下步骤：

步骤一：确定所需的两个工作频段；