CN106058475B - 一种波导微带共口径天线 - Google Patents

一种波导微带共口径天线 Download PDF

Info

Publication number
CN106058475B
CN106058475B CN201610372946.XA CN201610372946A CN106058475B CN 106058475 B CN106058475 B CN 106058475B CN 201610372946 A CN201610372946 A CN 201610372946A CN 106058475 B CN106058475 B CN 106058475B
Authority
CN
China
Prior art keywords
waveguide
bottom plate
common reflector
microbelt
radiating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610372946.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106058475A (zh
Inventor
陈谦
李磊
金谋平
汪伟
张洪涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 38 Research Institute
Original Assignee
CETC 38 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 38 Research Institute filed Critical CETC 38 Research Institute
Priority to CN201610372946.XA priority Critical patent/CN106058475B/zh
Publication of CN106058475A publication Critical patent/CN106058475A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106058475B publication Critical patent/CN106058475B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H01Q13/085—Slot-line radiating ends
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/06—Waveguide mouths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/106—Microstrip slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems

Abstract

本发明属于天线领域，更具体地，是一种由波导天线与微带天线构成的共口径天线，包括波导天线、微带天线和反射底板，微带天线与波导天线分别固定在反射底板的上侧和下侧，所述反射底板上设有波导天线辐射缝隙。多个波导微带共口径天线单元并排组合成天线阵列。本发明的共口径天线采用脊波导裂缝天线和微带天线构成共口径天线，反射底板开有扼流槽，微带天线采用背靠背同轴馈电方式，消除了波导天线与微带天线间的不良影响，解决了集成馈电问题，共口径天线的合理布局设计实现了宽频宽角扫描能力。

Description

一种波导微带共口径天线
技术领域
本发明属于天线领域，更具体地，是一种由波导天线与微带天线构成的共口径天线。
背景技术
随着对天线要求的不断提高，高集成性、宽频宽角扫描天线是天线工程应用的重要发展方向。共口径天线是将两种或两种以上的天线集成到同一口径上，可有效降低天线占用面积，具有高度集成性，特别适用于面积受限的设备平台。传统的共口径天线是将两种相同体制的天线集成到一起(如波导天线与波导天线共口径、微带天线与微带天线共口径)。将波导天线和微带天线集成到一起则极具挑战，微带天线和波导天线间的相互不良影响及两种天线的集成设计是难点。通过对共口径天线的精心设计和合理布局，本发明将波导天线和微带天线高度集成到同一口径上，消除了两天线间的相互不良影响，设计的共口径天线具备宽频宽角扫描能力，可用于工程应用。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于提出一种波导微带共口径天线，解决共口径对波导天线与微带天线带来的不良影响和集成馈电问题，同时实现了共口径天线宽频宽角扫描。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：
一种波导微带共口径天线单元，包括波导天线、微带天线和反射底板，微带天线与波导天线分别固定在反射底板的上侧和下侧，所述反射底板上设有波导天线辐射缝隙。
所述反射底板为长条状，所述微带天线沿反射底板长度方向并排布设有两行，各微带天线的介质板与反射底板的板面垂直，并与反射底板的长度方向平行；且两行微带天线的的辐射器彼此相背设置。
沿垂直于反射底板的方向看，波导天线和波导天线辐射缝隙均位于两行微带天线中间。
所述波导天线辐射缝隙为长条形孔，波导天线辐射缝隙沿反射底板长度方向布设有两行，且两行波导天线辐射缝隙相互交错布置。
所述的微带天线由矩形介质板和其两表面的金属图形组成，微带天线的辐射器呈“元”字状，位于介质板的一个表面上；馈电线呈T形，位于介质板的另一表面中下部；所述介质板上设有用于导通馈电线和辐射器的金属通孔。
所述的“元”字状辐射器的“元”字第二横线中部有一向下开口缝隙，该缝隙将辐射器分成左右两个辐射振子；金属通孔位于T形馈电线的上端，连通馈电线和辐射器的一个辐射振子。
所述波导天线由位于上部的脊波导裂缝天线和下部的脊波导变换器构成，二者由两个波导连接器连通；波导天线馈电端口位于脊波导变换器中心。
所述的脊波导裂缝天线分为两段，每段脊波导裂缝天线分别通过一个波导连接器与下部的脊波导变换器连通。
所述的反射底板上开有矩形安装槽和馈电槽用于微带天线的安装和馈电，反射底板两端设有向下的凹槽作为扼流槽。
一种由所述波导微带共口径天线单元组合而成的波导微带共口径天线阵列，所述天线阵列由多个波导微带共口径天线单元并排组合而成，各波导微带共口径天线单元相互平行且两段相互平齐。
本发明的优点在于：本发明的共口径天线采用脊波导裂缝天线和微带天线构成共口径天线，反射底板开有扼流槽，微带天线采用背靠背同轴馈电方式，消除了波导天线与微带天线间的不良影响，解决了集成馈电问题，共口径天线的合理布局设计实现了宽频宽角扫描能力。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明的侧视图；
图4是本发明的微带天线的结构示意图；
图5至图11是本发明实施例1的各参数波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1至图4所示，一种波导微带共口径天线单元，包括波导天线11、微带天线12和反射底板10，微带天线12与波导天线11分别固定在反射底板10的上侧和下侧，所述反射底板10上设有波导天线辐射缝隙101。所述的波导天线11和反射底板10由金属材料构成，材料可选择铜或者铝，可做抗氧化、镀金等表面处理。对于波导天线11，应保证波导内壁的参数指标要求，对金属反射底板10，应保证反射面的参数指标要求。
优选的，所述反射底板10为长条状，所述微带天线12沿反射底板10长度方向并排布设有两行，各微带天线12的介质板121与反射底板10的板面垂直，并与反射底板10的长度方向平行；且两行微带天线12的的辐射器122彼此相背设置。
优选的，沿垂直于反射底板10的方向看，波导天线11和波导天线辐射缝隙101均位于两行微带天线12中间。
优选的，所述波导天线辐射缝隙101为长条形孔，波导天线辐射缝隙101沿反射底板10长度方向布设有两行，且两行波导天线辐射缝隙101相互交错布置。
优选的，所述的微带天线12由矩形介质板121和其两表面的金属图形组成，微带天线12的辐射器122呈“元”字状，位于介质板121的一个表面上；馈电线123呈T形，位于介质板121的另一表面中下部；所述介质板121上设有用于导通馈电线123和辐射器122的金属通孔124。所述微带天线12可采用双面覆铜板加工制备
优选的，所述的“元”字状辐射器122的“元”字第二横线中部有一向下开口缝隙，该缝隙将辐射器122分成左右两个辐射振子；金属通孔124位于T形馈电线123的上端，连通馈电线123和辐射器122的一个辐射振子。
优选的，所述波导天线11由位于上部的脊波导裂缝天线111和下部的脊波导变换器112构成，二者由两个波导连接器113连通；波导天线馈电端口114位于脊波导变换器112中心。
优选的，所述的脊波导裂缝天线111分为两段，每段脊波导裂缝天线111分别通过一个波导连接器113与下部的脊波导变换器112连通。
优选的，所述的反射底板10上开有矩形安装槽和馈电槽用于微带天线12的安装和馈电，反射底板10两端设有向下的凹槽作为扼流槽。
优选的，一种由所述波导微带共口径天线单元组合而成的波导微带共口径天线阵列，所述天线阵列由多个波导微带共口径天线单元并排组合而成，各波导微带共口径天线单元相互平行且两段相互平齐。
本发明可通过优化调节天线尺寸大小可调节共口径天线工作频带。
本发明的共口径天线采用波导天线11和“元”字状微带天线12构成共口径天线，反射底板10开有扼流槽，微带天线12采用背靠背同轴馈电方式，消除了波导天线11与微带天线12间的不良影响，解决了集成馈电问题，共口径天线的合理布局设计实现了宽频宽角扫描能力。
为了更进一步地说明本发明，现以具体实施案例并结合附图详细说明。
实施例1
本实施案例共口径天线是由14根波导天线11和26行×22列微带天线12组成的共口径天线阵，波导天线11垂直向单元间距为21.8mm，微带天线12单元为三角栅格，垂直单元间距为10.9mm，水平单元栅格为13.64mm。每根波导天线11含16个辐射缝隙101。波导天线11和反射底板10采用铝材加工制备。反射底板10厚度为0.8mm，波导天线11波导壁厚为0.8mm，波导天线11的直角处采用圆形倒角处理。微带天线12采用双面覆铜板通过腐蚀法加工制备，介质板材质为Rogers4003，厚度为0.508mm。
波导天线11和微带天线12均采用同轴馈电方式。
微带天线12工作频带为8-12GHz，0-60度二维扫描有源电压驻波比(VSWR)在工作频带内小于2.5，具备很好的宽频宽角扫描能力，见图5。选取工作频带内8GHz、10GHz、12GHz三个频点的单元增益波瓣图如图6所示，由图可见，天线单元增益波瓣图受波导天线的影响很小。以10GHz频点为例，天线扫描0度、30度、60度方向图如图7所示。
波导天线11的工作频带为9.4-9.8GHz，0-20度扫描电压驻波比(VSWR)在工作频带内小于2.5，如图8所示。波导天线11的增益波瓣图如图9所示，可见波导天线11波瓣图表现较好，与无微带天线12时相比虽然前3个栅瓣有所抬高，但低于-11.5dB，能满足工程应用需求；方位角20°至40°的栅瓣比无微带天线12时更低，波瓣表现更好。图10是微带阵列天线的波瓣图，图11是微带阵列天线扫描20°的波瓣图。
由共口径天线表现出的性能可知，本共口径天线具备较好的性能。通过在反射底板10开扼流槽，降低了微带天线12与波导天线11间的相互不良影响。微带天线12采用背靠背同轴馈电方式，解决了共口径天线集成馈电问题。通过对共口径天线的合理布局设计实现了宽频宽角扫描能力。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种波导微带共口径天线单元，其特征在于：包括波导天线、微带天线和反射底板，微带天线与波导天线分别固定在反射底板的上侧和下侧，所述反射底板上设有波导天线辐射缝隙；
所述反射底板为长条状，所述微带天线沿反射底板长度方向并排布设有两行，各微带天线的介质板与反射底板的板面垂直，并与反射底板的长度方向平行；且两行微带天线的的辐射器彼此相背设置；
沿垂直于反射底板的方向看，波导天线和波导天线辐射缝隙均位于两行微带天线中间。
2.根据权利要求1所述的波导微带共口径天线单元，其特征在于：所述波导天线辐射缝隙为长条形孔，波导天线辐射缝隙沿反射底板长度方向布设有两行，且两行波导天线辐射缝隙相互交错布置。
3.根据权利要求1所述的波导微带共口径天线单元，其特征在于：所述的微带天线由矩形介质板和其两表面的金属图形组成，微带天线的辐射器呈“元”字状，位于介质板的一个表面上；馈电线呈T形，位于介质板的另一表面中下部；所述介质板上设有用于导通馈电线和辐射器的金属通孔。
4.根据权利要求3所述的波导微带共口径天线单元，其特征在于：所述的“元”字状辐射器的“元”字第二横线中部有一向下开口缝隙，该缝隙将辐射器分成左右两个辐射振子；金属通孔位于T形馈电线的上端，连通馈电线和辐射器的一个辐射振子。
5.根据权利要求1所述的波导微带共口径天线单元，其特征在于：所述波导天线由位于上部的脊波导裂缝天线和下部的脊波导变换器构成，二者由两个波导连接器连通；波导天线馈电端口位于脊波导变换器中心。
6.根据权利要求5所述的波导微带共口径天线单元，其特征在于：所述的脊波导裂缝天线分为两段，每段脊波导裂缝天线分别通过一个波导连接器与下部的脊波导变换器连通。
7.根据权利要求1所述的波导微带共口径天线单元，其特征在于：所述的反射底板上开有矩形安装槽和馈电槽用于微带天线的安装和馈电，反射底板两端设有向下的凹槽作为扼流槽。
8.一种由权利要求1至7任意一项所述波导微带共口径天线单元组合而成的波导微带共口径天线阵列，其特征在于：所述天线阵列由多个波导微带共口径天线单元并排组合而成，各波导微带共口径天线单元相互平行且两段相互平齐。
CN201610372946.XA 2016-05-24 2016-05-24 一种波导微带共口径天线 Active CN106058475B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610372946.XA CN106058475B (zh) 2016-05-24 2016-05-24 一种波导微带共口径天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610372946.XA CN106058475B (zh) 2016-05-24 2016-05-24 一种波导微带共口径天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106058475A CN106058475A (zh) 2016-10-26
CN106058475B true CN106058475B (zh) 2019-03-19

Family

ID=57171403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610372946.XA Active CN106058475B (zh) 2016-05-24 2016-05-24 一种波导微带共口径天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106058475B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11804660B2 (en) 2019-02-25 2023-10-31 Huawei Technologies Co., Ltd. Antenna for integration with a display
CN110867644B (zh) * 2019-11-11 2021-01-19 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种双频段多极化共口径同轴波导缝隙天线

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101814658A (zh) * 2009-11-03 2010-08-25 上海大学 S/x双波段双极化共用口径微带振子与介质谐振器阵列天线
CN101826658A (zh) * 2009-03-03 2010-09-08 华为技术有限公司 一种基站天线的反射板及基站天线
CN102231456A (zh) * 2011-04-25 2011-11-02 中国电子科技集团公司第三十八研究所 双频段双极化共口径天线
CN103337713A (zh) * 2013-06-04 2013-10-02 上海无线电设备研究所 一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线
CN104143685A (zh) * 2014-07-01 2014-11-12 泰兴市东盛电子器材厂 一种耦合馈电倒f天线
CN104393406A (zh) * 2014-11-20 2015-03-04 上海无线电设备研究所 一种单脉冲阵列天线
CN204333274U (zh) * 2014-12-03 2015-05-13 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种双频段多极化共口径波导缝隙天线
CN104901001A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 安徽四创电子股份有限公司 脊波导偏置缝耦合微带振子双极化天线
CN105048072A (zh) * 2015-07-31 2015-11-11 深圳市信维通信股份有限公司 一种用于小型无线通信设备的天线装置
CN105071053A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 上海无线电设备研究所 小型化双频段共面复合的单脉冲阵列天线
CN205141147U (zh) * 2015-11-23 2016-04-06 无锡市雷华科技有限公司 海防搜索雷达平板缝隙阵列天线

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101826658A (zh) * 2009-03-03 2010-09-08 华为技术有限公司 一种基站天线的反射板及基站天线
CN101814658A (zh) * 2009-11-03 2010-08-25 上海大学 S/x双波段双极化共用口径微带振子与介质谐振器阵列天线
CN102231456A (zh) * 2011-04-25 2011-11-02 中国电子科技集团公司第三十八研究所 双频段双极化共口径天线
CN103337713A (zh) * 2013-06-04 2013-10-02 上海无线电设备研究所 一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线
CN104143685A (zh) * 2014-07-01 2014-11-12 泰兴市东盛电子器材厂 一种耦合馈电倒f天线
CN104393406A (zh) * 2014-11-20 2015-03-04 上海无线电设备研究所 一种单脉冲阵列天线
CN204333274U (zh) * 2014-12-03 2015-05-13 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种双频段多极化共口径波导缝隙天线
CN104901001A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 安徽四创电子股份有限公司 脊波导偏置缝耦合微带振子双极化天线
CN105071053A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 上海无线电设备研究所 小型化双频段共面复合的单脉冲阵列天线
CN105048072A (zh) * 2015-07-31 2015-11-11 深圳市信维通信股份有限公司 一种用于小型无线通信设备的天线装置
CN205141147U (zh) * 2015-11-23 2016-04-06 无锡市雷华科技有限公司 海防搜索雷达平板缝隙阵列天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN106058475A (zh) 2016-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI496346B (zh) 介質天線以及天線模組
CN107134653B (zh) 基于基片集成波导谐振腔的平面紧凑型缝隙天线阵列
CN106887716B (zh) 一种cts平板阵列天线
TW201735442A (zh) 雙槽孔基板導波天線單元及其陣列模組
CN107768842B (zh) 一种用于5g移动通信的天线单元以及阵列天线
CN106340711B (zh) 双极化天线
CN108321498A (zh) 5g mimo天线和毫米波天线阵并存的天线结构及手持设备
CN110165413A (zh) 天线系统、宽带微带天线和天线阵列
CN208127407U (zh) 5g mimo天线和毫米波天线阵并存的天线结构及手持设备
US11342652B2 (en) 5G MMW dual-polarized antenna unit, antenna array and terminal device
CN104377431A (zh) 相控阵天线设备、其宽角阻抗匹配装置和相控阵天线系统
CN203596414U (zh) 渐变缝隙天线及其相控阵天线
WO2014184554A2 (en) Modular phased arrays using end-fire antenna elements
CN108899639A (zh) 一种超宽带宽角覆盖低交叉极化电平阵列天线单元
CN105186120A (zh) 一种磁偶极子的八木天线
CN110718757A (zh) 一种用于安防领域的新型宽角高增益覆盖安防雷达天线
JP2011239258A (ja) 導波管・ｍｓｌ変換器及び平面アンテナ
CN106058475B (zh) 一种波导微带共口径天线
CN108134203A (zh) 基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线
CN109037932B (zh) 宽带多贴片天线
CN207947379U (zh) 一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线及天线阵
CN113300124A (zh) 基于缝隙波导技术的右旋圆极化阵列天线
CN108134191A (zh) 一种基于十字结构的极化分量可选超宽带天线阵列
EP0929120A2 (en) Double-stacked hourglass log periodic dipole antenna
CN214203986U (zh) 天线模块

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant