CN108321528A - 一种简化馈电结构的槽天线阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简化馈电结构的槽天线阵列，包括腔体和挡板，所述腔体作为谐振器，且腔体的底部开有一条用于馈电的缝隙，所述挡板设置在腔体的顶部外壁上，且挡板上开有五条相互平行的缝隙，五条相互平行的缝隙作为槽天线阵列。本发明只有一个馈电端口和五个天线单元，增益就达到了12.6dBi，并且旁瓣水平达到了19dB，同时具有阵列天线和腔体天线的优点，且增益高、旁瓣低、损耗小、功率容量大、结构简单、易加工，完全能够满足现代远距离通信的要求，可以广泛应用于基站天线中。

Description

一种简化馈电结构的槽天线阵列
技术领域
本发明涉及一种天线阵列，尤其是一种简化馈电结构的槽天线阵列，属于无线微波技术领域。
背景技术
微波天线是现代通信系统中发射端和接收端必不可少的器件，在现代无线应用系统中，由于传输距离比较远，电磁波在传播的过程中的衰减较大，于是单个天线单元的增益很难满足实际的远距离传输要求。阵列天线由于增益高、方向性好等特点常常应用在远距离通信中。一般来说，大多数阵列天线或多或少的会有旁瓣过高的问题，旁瓣过高会造成天线的方向性不集中，增益会下降等问题。另外，微带天线一般都会有损耗大，功率容量低等缺点，近年来，将金属腔体应用在天线上可以完美解决以上缺点，而且阵列天线不可避免需要复杂的功分馈电网络。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足之处，提供一种简化馈电结构的槽天线阵列，该天线阵列具有增益高、旁瓣低、损耗小、功率容量大、结构简单、易加工的特点，完全能够满足现代远距离通信的要求，可以广泛应用于基站天线中。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种简化馈电结构的槽天线阵列，包括腔体和挡板，所述腔体作为谐振器，且腔体的底部开有一条用于馈电的缝隙，所述挡板设置在腔体的顶部外壁上，且挡板上开有五条相互平行的缝隙，五条相互平行的缝隙作为槽天线阵列。
作为一种优选方案，所述腔体底部上的缝隙连接波导对腔体进行馈电。
作为一种优选方案，所述波导为矩形波导。
作为一种优选方案，所述挡板上的五条缝隙均开在挡板顶部至底部的位置上。
作为一种优选方案，所述腔体底部上的缝隙和挡板上的五条缝隙均为矩形缝隙。
作为一种优选方案，所述挡板上的五条缝隙长度相同，五条缝隙的宽度能够使中间缝隙到两边缝隙的辐射功率值比符合二项式分布。
作为一种优选方案，所述挡板上的五条缝隙中，每相邻的两条缝隙之间距离半个波长。
作为一种优选方案，所述腔体和挡板均为矩形体结构，且腔体的顶部开口，所述挡板的长度大于腔体顶部开口的长度，挡板的宽度大于腔体顶部开口的宽度。
作为一种优选方案，所述挡板通过螺钉固定在腔体的顶部外壁上。
作为一种优选方案，所述腔体和挡板均采用金属材料制成。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
本发明在腔体底部开出一条用于馈电的缝隙，以及在挡板上开出五条相互平行的缝隙，五条相互平行的缝隙作为槽天线阵列，利用腔体底部的缝隙对腔体进行馈电，在腔体内激发出主模TE101的电磁波，通过挡板上的五条缝隙辐射出去，即只有一个馈电端口和五个天线单元，增益就达到了12.6dBi，并且旁瓣水平达到了19dB，同时具有阵列天线和腔体天线的优点，且增益高、旁瓣低、损耗小、功率容量大、结构简单、易加工，完全能够满足现代远距离通信的要求，可以广泛应用于基站天线中。
附图说明
图1为本发明实施例1的简化馈电结构的槽天线阵列结构示意图。
图2为本发明实施例1的简化馈电结构的槽天线阵列中腔体的示意图。
图3为本发明实施例1的简化馈电结构的槽天线阵列中挡板的示意图。
图4为本发明实施例1的简化馈电结构的槽天线阵列的S参数曲线图。
图5为本发明实施例1的简化馈电结构的槽天线阵列在匹配最好频点的辐射方向图。
其中，1-腔体，2-挡板，3-第一缝隙，4-第二缝隙，5-第三缝隙，6-第四缝隙，7-第五缝隙，8-第六缝隙。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1～图3所示，本实施例提供了一种简化馈电结构的槽天线阵列，该槽天线阵列包括腔体1和挡板2，所述腔体1和挡板2均采用金属材料制成，且均为矩形体结构，腔体1的顶部开口，使其内部填充有空气，所述挡板2通过螺钉固定在腔体1的顶部外壁上，挡板2的长度大于腔体1顶部开口的长度，挡板2的宽度大于腔体1顶部开口的宽度，本实施例中，挡板2的长度与腔体1顶部的长度相一致，挡板2的宽度与腔体1顶部的宽度相一致。
所述腔体1作为谐振器，能够谐振出主模TE101，其底部开有用于馈电的第一缝隙3，第一缝隙3为矩形缝隙，其可以连接波导对腔体1进行馈电，其中波导优选为矩形波导。
所述挡板2上开有五条相互平行的缝隙，分别为第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8，第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8作为槽天线阵列，第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8均开在挡板2顶部至底部的位置上。
进一步地，从图1和图3中可以看到，第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8从左到右依次设置，并且从挡板2的顶面上看，第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8均为两条短边左右设置、两条长边上下设置的矩形结构，第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8的长度相同，第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8的宽度能够使中间缝隙(第四缝隙6)到两边缝隙(左边为第二缝隙4和第三缝隙5，右边为第五缝隙7和第六缝隙8)的辐射功率值比符合二项式分布，在本实施例中，第二缝隙4和第六缝隙8的宽度相同，第三缝隙5和第五缝隙7的宽度相同，且第四缝隙6的宽度大于第三缝隙5和第五缝隙7的宽度，第二缝隙4和第六缝隙8的宽度大于第四缝隙6的宽度。
更进一步地，挡板2上的五条缝隙中，每相邻的两条缝隙之间距离半个波长，即第二缝隙4与第三缝隙5之间、第三缝隙5与第四缝隙6之间、第四缝隙6与第五缝隙7之间以及第五缝隙7与第六缝隙8之间距离半个波长。
本实施例的简化馈电结构的槽天线阵列，工作原理如下：
第一缝隙3连接矩形波导，作为输入端口，第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8作为输出端口，第一缝隙3连接的矩形波导馈电，将能量传输到腔体1内部进行谐振，在谐振滤波后，通过第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8将能量辐射出去，S参数曲线如图4所示，旁瓣水平达到了19dB。
如图5所示，本实施例通过腔体1底部的第一缝隙3对腔体1进行馈电，在腔体1内激发出主模TE101的电磁波，通过挡板2上的第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8进行辐射，只需五个天线单元，增益即可达到12.6dBi。
本实施例的简化馈电结构的槽天线阵列，加工过程如下：
第一部分：结合图2，在一个矩形金属块中间开一个矩形腔作为腔体1，在腔体1的底部分别开出一条矩形缝隙作为馈电端口(第一缝隙3)，该矩形缝隙可以连接矩形波导对腔体1进行馈电，在腔体1的顶部直接开口；
第二部分：结合图3，将一块金属板作为挡板2，在该挡板2上开出五条相互平行的缝隙(第二缝隙4、第三缝隙5、第四缝隙6、第五缝隙7和第六缝隙8)作为槽天线阵列，该挡板2的长、宽尺寸应比腔体1的顶部开口大，以满足全封闭的要求；
将第一部分和第二部分用螺钉固定，最后连上矩形波导进行测试。
上述实施例中，所述腔体1和挡板2采用的金属材料可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂的任意一种，或可以为铝、铁、锡、铜、银、金和铂任意一种的合金。
综上所述，本发明在腔体底部开出一条用于馈电的缝隙，以及在挡板上开出五条相互平行的缝隙，五条相互平行的缝隙作为槽天线阵列，利用腔体底部的缝隙对腔体进行馈电，在腔体内激发出主模TE101的电磁波，通过挡板上的五条缝隙辐射出去，即只有一个馈电端口和五个天线单元，增益就达到了12.6dBi，并且旁瓣水平达到了19dB，同时具有阵列天线和腔体天线的优点，且增益高、旁瓣低、损耗小、功率容量大、结构简单、易加工，完全能够满足现代远距离通信的要求，可以广泛应用于基站天线中。
以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：包括腔体和挡板，所述腔体作为谐振器，且腔体的底部开有一条用于馈电的缝隙，所述挡板设置在腔体的顶部外壁上，且挡板上开有五条相互平行的缝隙，五条相互平行的缝隙作为槽天线阵列。
2.根据权利要求1所述的一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：所述腔体底部上的缝隙连接波导对腔体进行馈电。
3.根据权利要求2所述的一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：所述波导为矩形波导。
4.根据权利要求1所述的一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：所述挡板上的五条缝隙均开在挡板顶部至底部的位置上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：所述腔体底部上的缝隙和挡板上的五条缝隙均为矩形缝隙。
6.根据权利要求5所述的一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：所述挡板上的五条缝隙长度相同，五条缝隙的宽度能够使中间缝隙到两边缝隙的辐射功率值比符合二项式分布。
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：所述挡板上的五条缝隙中，每相邻的两条缝隙之间距离半个波长。
8.根据权利要求1-4任一项所述的一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：所述腔体和挡板均为矩形体结构，且腔体的顶部开口，所述挡板的长度大于腔体顶部开口的长度，挡板的宽度大于腔体顶部开口的宽度。
9.根据权利要求1-4任一项所述的一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：所述挡板通过螺钉固定在腔体的顶部外壁上。
10.根据权利要求1-4任一项所述的一种简化馈电结构的槽天线阵列，其特征在于：所述腔体和挡板均采用金属材料制成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110401022A (zh) * 2019-08-02 2019-11-01 电子科技大学 基于mems工艺的毫米波高增益缝隙阵列天线

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1040890A (zh) * 1988-08-08 1990-03-28 有村技研株式会社 隙缝天线阵
JP2005204344A (ja) * 2005-03-31 2005-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd スロットアレイアンテナ、導波管製造法および回路形成方法
JP2011044977A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Tokyo Institute Of Technology アレイアンテナ
CN106299660A (zh) * 2016-09-17 2017-01-04 西安电子科技大学 一种低副瓣脊基片集成波导缝隙阵列天线
CN106486721A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 康普技术有限责任公司 移相器组件
CN107086362A (zh) * 2017-04-28 2017-08-22 合肥工业大学 一种共形低副瓣波导缝隙阵列天线
CN107221750A (zh) * 2017-06-16 2017-09-29 华南理工大学 一种双极化的双元阵列槽天线
CN207834570U (zh) * 2018-01-18 2018-09-07 华南理工大学 一种简化馈电结构的槽天线阵列

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1040890A (zh) * 1988-08-08 1990-03-28 有村技研株式会社 隙缝天线阵
JP2005204344A (ja) * 2005-03-31 2005-07-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd スロットアレイアンテナ、導波管製造法および回路形成方法
JP2011044977A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Tokyo Institute Of Technology アレイアンテナ
CN106486721A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 康普技术有限责任公司 移相器组件
CN106299660A (zh) * 2016-09-17 2017-01-04 西安电子科技大学 一种低副瓣脊基片集成波导缝隙阵列天线
CN107086362A (zh) * 2017-04-28 2017-08-22 合肥工业大学 一种共形低副瓣波导缝隙阵列天线
CN107221750A (zh) * 2017-06-16 2017-09-29 华南理工大学 一种双极化的双元阵列槽天线
CN207834570U (zh) * 2018-01-18 2018-09-07 华南理工大学 一种简化馈电结构的槽天线阵列

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110401022A (zh) * 2019-08-02 2019-11-01 电子科技大学 基于mems工艺的毫米波高增益缝隙阵列天线
CN110401022B (zh) * 2019-08-02 2021-01-22 电子科技大学 基于mems工艺的毫米波高增益缝隙阵列天线

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