[发明专利]一种毫米波双频双极化叠层贴片天线阵列

权利要求书

1.一种毫米波双频双极化叠层贴片天线阵列，其特征在于，所述天线阵列由多个结构相同的毫米波双频双极化叠层贴片天线单元间隔排布于金属地板(3)表面而成；所述的毫米波双频双极化叠层贴片天线单元主要包括低频的环形金属贴片(1)、高频的蝶形金属贴片(2)、金属地板(3)、上层介质基板(4)、下层介质基板(5)和馈电结构，其中馈电结构包括+45度馈电单元(6)、-45度馈电单元(7)；

所述的环形金属贴片(1)位于上层介质基板(4)的上表面，蝶形金属贴片(2)位于下层介质基板(5)的上表面，下层介质基板(5)放置于金属地板(3)上；所述的环形金属贴片(1)为一方形环状结构，蝶形金属贴片(2)通过对矩形贴片的四个直角处倒角得到；所述蝶形金属贴片(2)的四个端角与方形环状结构的四边中心位置对应，且上层环形金属贴片(1)和下层蝶形金属贴片(2)的中心点能够重合；所述的环形金属贴片(1)用于产生低频谐振，可以通过调整环形金属贴片(1)的尺寸大小来调整工作频率；金属贴片(2)用于产生高频谐振，可以通过调整其矩形贴片和倒角的尺寸大小来调整高频的工作频率；

所述的金属地板(3)、介质基板(4)、介质基板(5)上对应位置设有两个通孔，分别用于穿过+45度馈电单元(6)、-45度馈电单元(7)，其中通孔的直径分别大于+45度馈电单元(6)和-45度馈电单元(7)的外径；所述两个馈电探针6和7分别位于金属贴片(1)方形环状结构的垂直相邻两边的中心位置，以激励不同极化的天线；

两层金属贴片(1)、2均采用电容耦合方式进行馈电，电容耦合馈电可以抵消正交同轴馈电所引入的额外电感；为实现电容耦合馈电，金属贴片(1)、2与两个馈电探针6、7均不直接接触，可以在上层环形金属贴片(1)、下层蝶形金属贴片(2)的馈电探针中心点处挖去半径大于馈电探针半径的圆，通过调整被挖圆的半径在改变电容值，以改善天线的匹配；

外界同轴馈电探针6、7对两层金属贴片进行电容馈电，射频信号通过电容耦合进入贴片1、2，环形金属贴片(1)的谐振频率约为毫米波低频，表面电流分布在馈电端口的金属环两侧上；蝶形金属贴片(2)的谐振频率为毫米波高频，表面电流分布在贴片的圆角边缘进行周期性移动；由于正交极化，天线之间的隔离度好。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波双频双极化叠层贴片天线阵列，其特征在于，所述的上层环形金属贴片(1)被挖圆的半径为0.18～0.2mm，下层蝶形金属贴片(2)被挖圆的半径为0.2～0.25mm。

3.根据权利要求1所述的一种毫米波双频双极化叠层贴片天线阵列，其特征在于，两个馈电结构的馈电探针贯穿所有金属、介质层，实现对高频、低频的共同馈电，馈电探针的半径为0.15mm。

4.根据权利要求1所述的一种毫米波双频双极化叠层贴片天线阵列，其特征在于，所述的天线阵列中，每个天线单元的排布方向相同，相邻天线单元之间中心点之间的距离为4mm。

5.根据权利要求1所述的一种毫米波双频双极化叠层贴片天线阵列，其特征在于，所述的两个馈电单元与其安装的通孔同轴，且馈电单元与通孔内壁之间的距离为0～0.1mm。