[发明专利]一种毫米波宽带宽波束贴片天线

说明书

本发明公开了一种毫米波宽带宽波束贴片天线，包括：第一介质基板，设置在第一介质基板的第一表面的主辐射单元和寄生贴片组，寄生贴片组均匀环绕辐射单元，第二介质基板，设置在第二介质基板的第一表面与第一介质基板的第二表面之间的第二辐射单元；第三介质基板，设置在第三介质基板的第一表面与第二介质基板的第二表面之间的接地单元，设置在第三介质基板的第二表面的导体带，用于连接寄生贴片组和接地单元的第一导电结构，用于连接第二辐射单元和导体带的第二导电结构。本发明的毫米波宽带宽波束贴片天线同时具备剖面低、结构紧凑、宽带、带宽内波束宽度稳定、适合毫米波应用等特点。

技术领域

本发明涉及贴片天线技术领域，特别涉及一种毫米波宽带宽波束贴片天线。

背景技术

毫米波频段丰富的通信带宽，为高速率通信传输提供了有效途径。因此毫米波天线在卫星通信、自动驾驶、工厂自动化、以及第五代移动通信等领域都有广泛的应用前景。通常此类应用场景需要较高的数据传输速率，因此毫米波天线需要宽带工作以满足高数据传输速率对带宽的需求。此外，毫米波频段路径损耗严重，需要使用扫描相控阵天线技术进行波束成形提高增益，以便补偿高路径损耗，提高系统传输距离。然而，相控阵天线在宽角扫描时面临增益下降的问题，为减小相控阵天线在宽角扫描时的增益下降，需要设计具有较宽波束宽度的毫米波天线。综上，毫米波系统迫切需要宽带宽波束的毫米波天线。

近年来，国内外对如何展宽天线单元波束宽度的研究逐渐增多。通过对贴片天线加载全向单极子，引入垂直方向电流，能够有效提高贴片天线的波束宽度，但是天线剖面高度显著增加或平面尺寸较大。通过减小贴片天线的有效口径，例如减少两个辐射槽的间距或者将贴片天线变形为单个磁流槽辐射，也能提高天线的波束宽带，但是天线增益下降严重，并且目前此类设计的工作宽带较窄。通过结合磁偶极子和电偶极子的辐射能够得到宽波束的辐射方向图，但是此类设计的交叉极化较大；通过给贴片天线加载寄生单元也能实现宽波束辐射，但是此类设计通常带宽较窄或者尺寸较大。

现有技术中的宽波束贴片天线，均存在剖面高、尺寸大、带宽窄、带宽内波束宽度稳定性差、交叉极化大、不适合毫米波应用等问题中的一个或多个问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种毫米波宽带宽波束贴片天线，以解决现有技术中毫米波贴片天线不具有较宽波束宽度，宽波束贴片天线不适合毫米波应用的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种毫米波宽带宽波束贴片天线，包括：

第一介质基板；

主辐射单元，所述主辐射单元设置在所述第一介质基板的第一表面；

寄生贴片组，所述寄生贴片组设置在所述第一介质基板的第一表面，且均匀环绕所述辐射单元；

第二介质基板，所述所述第二介质基板平行于所述第一介质基板设置；

第二辐射单元，所述第二辐射单元设置在所述第二介质基板的第一表面与所述第一介质基板的第二表面之间；

第三介质基板，所述第三介质基板平行于所述第二介质基板设置；

接地单元，所述接地单元设置在所述第三介质基板的第一表面与所述第二介质基板的第二表面之间；

导体带，所述导体带设置在所述第三介质基板的第二表面；

第一导电结构，所述第一导电结构用于连接所述寄生贴片组和所述接地单元；

第二导电结构，所述第二导电结构用于连接所述第二辐射单元和所述导体带。

进一步的：所述寄生贴片组包括4n个寄生贴片，其中，n为不小于1的整数；

所述寄生贴片上设置有多个所述第一导电结构，所述第一导电结构靠近所述寄生贴片远离所述辐射单元的一侧设置。