[发明专利]一种基于函数逼近理论的扇形波束天线单元

说明书

本发明公开了一种基于函数逼近理论的扇形波束天线单元，扇形波束天线单元由反射部和天线辐射部组成，其中，天线辐射部用于形成扇形波束，包括：第一介质基板die1，以及蚀刻在第一介质基板die1上的第一微带八木天线模块和第二微带八木天线模块，其中，第一微带八木天线模块和第二微带八木天线模块，交叉蚀刻于第一介质基板die1的两面；反射部包括：金属接地面以及覆盖在金属接地面上的第二介质基板die2；天线辐射部垂直设置于反射部的上表面，其中，天线辐射部的辐射面与第一介质基板die1平行；本发明具有结构简单，易于加工，成本低，尺寸小，馈电网络简单，易于组阵，普通科研人员更容易掌握等特点，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及扇形波束天线设计领域，尤其涉及一种基于函数逼近理论的扇形波束天线单元。

背景技术

扇形波束天线是一种在特定角度内辐射能量尽可能均匀的天线。扇形波束天线在卫星通信、卫星组网和车载/舰载/机载相控阵雷达等领域得到广泛应用。随着无线通信技术和物联网技术的发展，扇形波束天线在民用领域也逐渐得到广泛关注，例如无线医疗设备、机场行李/商品射频识别(RFID)系统、室内分布系统、基站和车辆/无人机防撞雷达系统等。因而，对扇形波束天线设计方法的研究具有重要的意义。

目前，实现扇形波束天线的设计方法主要有四种：天线阵列方向图综合方法(例如傅里叶变换法和伍德沃德综合法等)、超材料天线设计方法、介质透镜天线设计方法和介质加载天线单元设计方法。前三种设计方法均基于天线阵列方向图综合方法，具有共同的缺点：依赖优化算法，普通研发人员不易理解，难以掌握；需要大规模阵列来实现方向图综合，天线尺寸大，设计成本高，不易大规模推广使用。此外，天线阵列方向图综合方法还有馈电网络设计困难，馈电网络复杂，T/R组件成本高昂和天线损耗较大等缺点；超材料天线设计方法还具有天线剖面尺寸大，超材料结构导致的插损大和相位误差大等缺点。介质加载天线单元设计方法需要对加载介质的形状进行优化，具有设计难度较大，加工成本高，天线体积大，不利于组阵等缺点。

发明内容

为了解决现有的技术问题，本发明的目的是提出一种基于函数逼近理论的扇形波束天线单元设计方法，通过函数逼近理论，将扇形波束方向图的综合转化为如何选择两个子方向图可实现方向图函数误差最小问题。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于函数逼近理论的扇形波束天线单元，扇形波束天线单元由反射部和天线辐射部组成，其中，

天线辐射部用于形成扇形波束，包括：第一介质基板die1，以及蚀刻在第一介质基板die1上的第一微带八木天线模块和第二微带八木天线模块，其中，第一微带八木天线模块和第二微带八木天线模块，交叉蚀刻于第一介质基板die1的两面；

反射部包括：金属接地面以及覆盖在金属接地面上的第二介质基板die2，其中，金属接地面与地面平行设置，且间距为0；

天线辐射部垂直设置于反射部的上表面，其中，天线辐射部的辐射面与第一介质基板die1平行。

优选地，天线辐射部还包括蚀刻在第一介质基板die1上的第一输入端口P1和第二输入端口P2；

第一输入端口P1与第一微带八木天线模块连接；

第二输入端口P2与第二微带八木天线模块连接；

第一输入端口P1与第二输入端口P2的连线与第一介质基板die1垂直。

优选地，第一微带八木天线模块由第一引向器、第一反射器、第一半波偶极子天线单元组成，其中，第一引向器、第一反射器、第一半波偶极子天线单元之间相互平行设置，第一半波偶极子天线单元设置在第一引向器和第一反射器之间，第一输入端口P1设置在第一半波偶极子天线单元之间；