CN112563735A - 毫米波双极化端射波束扫描天线及天线阵列 - Google Patents

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CN112563735A CN201910917479.8A CN201910917479A CN112563735A CN 112563735 A CN112563735 A CN 112563735A CN 201910917479 A CN201910917479 A CN 201910917479A CN 112563735 A CN112563735 A CN 112563735A
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Abstract

本申请实施例公开了一种毫米波双极化端射波束扫描天线及天线阵列,该毫米波双极化端射波束扫描天线包括:第一介质板、设置在该第一介质板底部的接地板,以及并列设置在该接地板上的磁偶极子天线和印刷电偶极子天线,该磁偶极子天线包括:磁辐射器,该磁辐射器包括:顶板,以及连接该接地板和该磁辐射器顶板的侧壁,该磁辐射器的侧壁上设有第一开口,该印刷电偶极子天线靠近该第一开口设置;该印刷电偶极子天线与该磁偶极子天线的辐射方向相同,且该印刷电偶极子天线和该磁偶极子天线的极化方向相互正交。由此,与现有技术中由垂直放置和水平放置的端射天线组合而成的双极化天线相比,剖面高度更小,更易于集成,降低了加工难度。

Description

毫米波双极化端射波束扫描天线及天线阵列
技术领域
本申请实施例涉及天线技术领域,尤其涉及一种毫米波双极化端射波束扫描天线及天线阵列。
背景技术
随着移动通信技术的飞速进步,以及智能终端的快速普及,移动用户及无线数据的业务需求呈现爆炸式的增长。为满足通信需求,第五代移动通信系统(fifth-generation,5G)预计将会工作在毫米波波段,这将对天线应用到移动终端带来新的挑战。毫米波技术是5G移动通信的关键技术之一。
毫米波通信属于微波通信,毫米波的波长范围是0.1~10mm,频率范围是30~3000GHz,具有波束小、角分辨率高、隐蔽性好、抗干扰性强等特点。毫米波通信系统不仅码速率高、信息量大,而且其体积小、重量轻。但是受大气中气体分子、水凝物和悬浮尘埃等的吸收和散射作用,电磁波的路径损耗很严重,进而缩减了信号的传输距离,此影响在毫米波频段尤其突出。
双极化波束扫描天线能够跟踪通信方向,将能量定向发射,从而弥补了毫米波在空气中传播的衰减。
现有技术中的端射天线通常使用印刷电偶极子天线,而其双极化的实现通常由垂直放置和水平放置的印刷电偶极子天线组合而成。其中,印刷电偶极子天线一般工作于水平极化,其宽度较大,因此,将印刷电偶极子天线垂直放置时,会使得剖面很高,且不易与系统集成。
发明内容
本申请实施例提供一种毫米波双极化端射波束扫描天线及天线阵列,解决了毫米波双极化端射波束扫描天线剖面高,不易集成的问题。
为达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案:
本申请实施例的第一方面,提供一种毫米波双极化端射波束扫描天线,包括:第一介质板,该第一介质板包括相对的第一表面和第二表面,该第一介质板的第一表面设有接地板,该接地板上并列设置有磁偶极子天线和印刷电偶极子天线,该磁偶极子天线包括:磁辐射器,该磁辐射器包括:顶板,该顶板设置在所述第一介质板的第二表面上;连接该接地板和该磁辐射器顶板的侧壁,该磁辐射器的侧壁上设有第一开口,该印刷电偶极子天线靠近该第一开口设置;该印刷电偶极子天线与该磁偶极子天线的辐射方向相同,且该印刷电偶极子天线和该磁偶极子天线的极化方向相互正交。由此,与现有技术中由垂直于接地板放置、以及水平放置在接地板上的印刷电偶极子天线组合而成的双极化天线相比,通过磁偶极子天线代替了垂直于接地板放置的印刷电偶极子天线,剖面更小,减小了毫米波双极化端射波束扫描天线的体积,降低了生产成本,且易于集成,降低了加工难度。
一种可选的实现方式中,该磁偶极子天线还包括:磁引向器,其中,该磁引向器靠近该第一开口设置,该磁引向器包括:顶板,以及连接该磁引向器的顶板和该接地板的侧壁,该磁引向器的侧壁上设有第二开口,该第二开口的方向和该第一开口的方向相同;其中,该磁引向器的顶板与该接地板之间的距离小于该磁辐射器的顶板与该接地板之间的距离,该印刷电偶极子天线设置在该磁引向器的顶板上。由此,将印刷电偶极子天线设置在磁引向器的顶板上,可以不额外占用天线罩内的空间,提高了毫米波双极化端射波束扫描天线的集成度,有利于毫米波双极化端射波束扫描天线的小型化。并且,磁引向器的顶板可以作为印刷电偶极子天线的接地板,使双极化天线的整体结构更加紧凑。
一种可选的实现方式中,该磁偶极子天线还包括:磁反射器,该磁反射器远离该第一开口设置,该磁反射器包括:顶板、以及连接该磁反射器的顶板和该接地板的侧壁,该磁反射器的侧壁上设有第三开口,且该第三开口的方向与第一开口的方向相同。由此,通过设置磁反射器,可以进一步展宽磁偶极子天线的带宽,以及提升磁偶极子天线的增益。
一种可选的实现方式中,该磁反射器与该磁辐射器之间的距离为0.06λ0,λ0为毫米波双极化微带天线单元工作于中心频率时,电磁波在真空中的波长。由此,通过在该位置设置磁反射器可以在磁辐射器的工作频带内增加一个谐振频点,以展宽磁偶极子天线的带宽。
一种可选的实现方式中,该磁辐射器的顶板与该接地板之间的距离为0.09λ0,λ0为毫米波双极化微带天线单元工作于中心频率时,电磁波在真空中的波长。由此,与现有技术中将半波印刷电偶极子天线垂直于接地板放置时,其剖面高度则至少为0.5λ0相比,降低了天线的剖面高度。
一种可选的实现方式中,该磁偶极子天线还包括:第一探针,该第一探针一端与该接地板上的垂直极化信号输入端口连接,另一端与该磁辐射器的顶板连接。由此,磁偶极子天线可以工作于垂直极化方向。
一种可选的实现方式中,该印刷电偶极子天线包括:所述印刷电偶极子天线包括:设置在所述磁引向器的顶板上的第二介质板,以及设置在所述第二介质板上的巴伦结构和印刷电偶极子,所述巴伦结构与所述印刷电偶极子连接。由此,可以通过巴伦装置为平衡/不平衡线路提供阻抗变换,以及实现天线馈电的不平衡到平衡的转换,提高了天线的辐射性能。
一种可选的实现方式中,该印刷电偶极子天线还包括:设置在所述介质板上的引向结构,所述引向结构和所述印刷电偶极子平行,且所述引向结构长度小于所述印刷电偶极子的长度。由此,通过在印刷电偶极子天线的辐射方向上设置引向结构,可以展宽印刷电偶极子天线的带宽和提高天线增益。
一种可选的实现方式中,该印刷电偶极子天线包括:第二探针,该第二探针一端与该接地板的水平极化信号输入端口连接,另一端与该微带巴伦结构连接。由此,印刷电偶极子天线可以工作于水平极化方向。
一种可选的实现方式中,该印刷电偶极子天线与该接地板之间的距离大于或等于0.08λ0,λ0为毫米波双极化微带天线单元工作于中心频率时,电磁波在真空中的波长。由此,此外,与直接将印刷电偶极子天线设置在接地板上相比,增大了印刷电偶极子天线与接地板之间的距离,能够减小接地板对印刷电偶极子天线工作带宽的影响。
一种可选的实现方式中,该毫米波双极化微带天线单元工作在24.25-29.5GHz毫米波频段,该毫米波双极化微带天线单元的中心频率为26.875GHz。由此,毫米波双极化微带天线单元能够覆盖更多的5G频带。
本申请实施例的第二方面,提供一种天线阵列,包括:两个如上所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,该毫米波双极化端射波束扫描天线并列设置。由此,采用上述毫米波双极化端射波束扫描天线,可以在端射方向实现双极化波束覆盖,提高了天线阵列的辐射性能。
附图说明
图1为本申请实施例提供的毫米波双极化端射波束扫描天线的结构示意图;
图1a为图1中毫米波双极化端射波束扫描天线的分解结构示意图;
图1b为图1中的A-A剖视图;
图1c为图1中毫米波双极化端射波束扫描天线的俯视图;
图2为本申请实施例提供的另一种毫米波双极化端射波束扫描天线的结构示意图;
图2a为图2中毫米波双极化端射波束扫描天线的分解结构示意图;
图2b为图2中的B-B剖视图;
图2c为图2中毫米波双极化端射波束扫描天线的俯视图;
图3为本申请实施例提供的另一种毫米波双极化端射波束扫描天线的结构示意图;
图3a为图3中毫米波双极化端射波束扫描天线的分解结构示意图;
图3b为图3中的C-C剖视图;
图3c为图3中毫米波双极化端射波束扫描天线的俯视图;
图4为本申请实施例提供的磁偶极子天线的增益曲线图;
图5为本申请实施例提供的天线阵列的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
天线阵列:为适合各种场合的应用,将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线单元,按照一定的要求进行馈电和空间排列构成天线系统,也叫天线阵。天线阵的辐射场是各天线单元辐射场的矢量和,其特性取决于天线单元的型式、位置、排列方式及其激励幅度和相位。
天线阵的排列方式:天线阵的排列方式按天线单元的排列方式可分为线性阵、平面阵和三维立体阵;按辐射图形的指向可分边射阵、端射阵和非边射非端射阵。
端射阵:天线阵最大辐射方向沿阵列直线或阵平面。
二元阵:是指由两个天线单元组成的天线阵。
常用的天线阵列多用相似元组成,其中,相似元是指个阵元的类型、尺寸、结构相同。
耦合:指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响,并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
天线的极化,是指天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。
双极化天线,一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式。双极化天线组合了两副极化方向相互正交的天线,并同时工作在收发双工模式下,因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量。
边射天线阵列:天线阵列的辐射方向垂直于天线阵所在平面,则这种辐射方向称为边射,该天线阵列为边射天线阵列。
端射天线阵列:天线阵的最大辐射方向沿着天线阵列所在平面,则这种辐射方向称为端射,该天线阵为端射天线阵列。
本申请实施例提供一种毫米波双极化端射波束扫描天线。图1为本申请实施例提供的毫米波双极化端射波束扫描天线的结构示意图,图1a为图1中毫米波双极化端射波束扫描天线的分解结构示意图。图1b为图1中的A-A剖视图。图1c为图1中毫米波双极化端射波束扫描天线的俯视图。
如图1、图1a、图1b、图1c所示,毫米波双极化端射波束扫描天线10包括:第一介质板11。第一介质板11包括:相对的第一表面和第二表面。
第一介质板11的第一表面设有接地板12。接地板12可以采用金属材质。
接地板12上并列设置有磁偶极子天线14和印刷电偶极子天线13。如图1所示,以接地板12和第一介质板11所在平面为水平面,磁偶极子天线14和印刷电偶极子天线13垂直于接地板12,并沿图1中所示的Z轴正方向设置在介质板11中。且沿X轴正方形并列设置。
磁偶极子天线14至少包括:磁辐射器141,磁辐射器141包括:顶板。其中,磁辐射器141的顶板设置在介质板11的第二表面上。
磁辐射器141还包括:用于连接接地板12和磁辐射器141的顶板的侧壁,其中,磁辐射器141的侧壁上设有第一开口,印刷电偶极子天线13靠近所述第一开口设置。
本申请实施例对磁辐射器141的材质不做限制,在本申请一种实现方式中,磁辐射器141的顶板和侧壁可以由金属材料制成。由此,金属材质的顶板和侧壁可以阻隔磁辐射器141的能量,使得磁辐射器141的能量集中由第一开口向外辐射,提高了磁辐射器141的方向性。
印刷电偶极子天线13与所述磁偶极子天线14的辐射方向相同,例如均为图1中的X轴正方向,且所述印刷电偶极子天线13和所述磁偶极子天线14的极化方向相互正交。
在本申请一种实现方式中,印刷电偶极子天线13工作于水平极化方向,例如图1中的Y轴方向,磁偶极子天线14工作于垂直极化方向,例如图1中的Z轴方向。
本申请实施例以印刷电偶极子天线13工作于水平极化方向,且磁偶极子天线14工作于垂直极化方向为例进行说明。
如图1所示,磁偶极子天线14还包括:第一探针142,该第一探针142一端与该接地板12上的垂直极化信号输入端口121连接,另一端与该磁辐射器141的顶板连接。第一探针142的馈点例如位于磁辐射器141顶板的中心位置,磁辐射器141关于穿过该馈点的X轴线左右对称。
本申请实施例对该磁辐射器的尺寸不做限制。示例性的,该磁辐射器141的顶板与该接地板12之间的距离大于或等于为0.09λ0
本申请实施例对该印刷电偶极子天线13的尺寸不做限制。示例性的,该印刷电偶极子天线13与该接地板12之间的距离大于或等于0.08λ0
其中,λ0为毫米波天线阵的中心频率下,电磁波在真空中的波长。
λ0满足如下所示的公式:
λ0=V/f(公式1)
其中,V为电磁波在真空中的传播速度,V≈300000km/s,f为上述毫米波天线的中心频率,以如上所述的毫米波双极化微带天线单元为例进行仿真。其中,该毫米波双极化端射波束扫描天线单元的输入阻抗例如为50Ω。该毫米波双极化端射波束扫描天线单元例如工作在24.25-29.5GHz毫米波频段,该毫米波双极化端射波束扫描天线单元的中心频率为26.875GHz,也即f=26.875GHz。
将V=300000km/s,f=26.875GHz带入上述公式1中,可以得到λ0≈11.16mm。
则该毫米波双极化端射波束扫描天线的剖面高度至少为0.09λ0,约为1mm。
现有技术中的印刷电偶极子天线通常采用半波对称振子,也即,印刷电偶极子天线的阵子长度约为0.5λ0。将印刷电偶极子天线垂直于接地板放置时,其剖面高度则至少为0.5λ0,,约为5.58mm。因此,本申请实施例与现有技术相比,降低了天线的剖面高度。
本申请实施例提供的毫米波双极化端射波束扫描天线,与现有技术中由垂直于接地板放置、以及水平放置在接地板上的印刷电偶极子天线组合而成的双极化天线相比,通过磁偶极子天线代替了垂直于接地板放置的印刷电偶极子天线,剖面更小,减小了毫米波双极化端射波束扫描天线的体积,降低了生产成本,且易于集成,降低了加工难度。
本申请实施例对印刷电偶极子天线13的结构不做限制。在本申请一种实现方式中,印刷电偶极子天线13包括:第二介质板130,以及设置在第二介质板130上的印刷电偶极子132。
本申请实施例对第一介质板11和第二介质板130的结构不做限制,第二介质板130可以采用和第一介质板11相同的结构。天线单元均以介质板为正方形介质板为例进行示例,事实上,介质板还可以为其他形状,例如,圆形、三角形、椭圆形,对此,本申请不作限定。
其中,第一介质板11和第二介质板130可以为PCB基板,还可以为其他介质的介质板,对此,本申请不作限定。
第二介质板130例如包括:相对的第一表面和第二表面,其中,第二介质板130的第一表面与所述接地板12接触,印刷电偶极子132例如设置在第二介质板130的第二表面上。
印刷电偶极子天线13还包括:第二探针134,该第二探针134一端与该接地板12的水平极化信号输入端口122连接,另一端与印刷电偶极子132连接。
其中,所述印刷电偶极子132例如为设置在所述介质上的第一金属带。
第二金属带长度方向与图1中的Y轴方向平行,第二金属带由两臂组成,两臂之间留有间隙。其中,两臂的长度、宽度均相等。且第二金属带的两臂关于穿过第二探针134的X轴线左右对称。
示例性的,所述第二金属带的长度为0.5λ0,两臂的长度各约为0.25λ0,两臂之间的间隙可以忽略不计。
其中,印刷电偶极子132属平衡型天线,第二探针134例如为同轴电缆,同轴电缆属不平衡传输线,若直接将第二探针134和印刷电偶极子132连接,则同轴电缆的外皮就有高频电流流过,使得电缆的外皮产生辐射,影响天线的阻抗匹配及辐射性能。
为提高印刷电偶极子132的阻抗匹配及辐射性能,该印刷电偶极子天线132还包括:巴伦结构131,巴伦结构131设置在第二介质板130上,且印刷电偶极子132通过巴伦结构131与所述印刷电偶极子132连接。
所述巴伦结构131为设置在所述介质板130第二表面上的第二金属带,如图2c所示,巴伦结构131包括分别与第一金属带的两臂连接的第一臂1311和第二臂1312。
其中,第一臂1311和第二臂1312的长度相差0.5个波导波长,为平衡/不平衡线路提供阻抗变换,以及实现天线馈电的不平衡到平衡的转换,提高了天线的辐射性能。
介质板130下方的磁引向器143的顶板可以作为巴伦结构131的金属地,组成传输线,使能量高效的传输至印刷电偶极子132。
其中,如图1c所示,第一臂1311例如为直线结构,第二臂1312例如为折线形结构。
印刷电偶极子天线例如还包括:引向结构133,引向结构133为设置在第二介质板130第二表面上的第三金属带。所述第二金属带和所述第三金属带平行,且所述第三金属带的长度小于所述第三金属带的长度。
印刷电偶极子的长度方向与图1中的Y轴方向平行,且印刷电偶极子132例如关于穿过第二探针134的X轴线左右对称。
当印刷电偶极子132工作时,引向结构133可以在印刷电偶极子132的作用下产生感应电流,进而引导印刷电偶极子132的电磁波向X轴正方向辐射,提高了印刷电偶极子天线13的增益。同时,可以在印刷电偶极子132的工作频带内增加一个谐振频点,能够展宽印刷电偶极子天线13的带宽。
由此,通过在印刷电偶极子天线13的辐射方向上设置引向结构133,可以展宽印刷电偶极子天线13带宽和提高天线增益。
本申请实施例还提供一种毫米波双极化端射波束扫描天线。图2为本申请实施例提供的另一种毫米波双极化端射波束扫描天线的结构示意图,图2a为图2中毫米波双极化端射波束扫描天线的分解结构示意图。图2b为图2中的B-B剖视图。图2c为图2中毫米波双极化端射波束扫描天线的俯视图。如图2、图2a、图2b、图2c所示,在本申请另一种实现方式中,磁偶极子天线14例如还包括:磁引向器143。
其中,所述磁引向器143靠近所述第一开口设置,所述磁引向器143包括:顶板,以及连接所述磁引向器143的顶板和所述接地板12的侧壁,所述磁引向器143的侧壁上设有第二开口,所述第二开口的方向和所述第一开口的方向相同。
磁辐射器141工作时,磁引向器143可以在磁辐射器141的作用下产生感应电流,进而引导磁辐射器141的电磁波向X轴正方向辐射,提高了磁偶极子天线14增益。
本申请实施例对磁引向器143的材质不做限制,在本申请一种实现方式中,磁引向器143的顶板和侧壁可以由金属材料制成。由此,金属材质的顶板和侧壁可以阻隔磁引向器143的能量,使得磁引向器143的能量沿所述第二开口向外辐射,提高了磁辐射器141的方向性。
其中,磁引向器143的顶板与接地板12之间的距离小于磁辐射器141的顶板与接地板12之间的距离,所述印刷电偶极子天线13设置在所述磁引向器143的顶板上。
第一介质板11例如为规则的立方体形状。当磁引向器143的顶板与接地板12之间的距离小于磁辐射器141的顶板与接地板12之间的距离时,在第一介质板11的顶部和磁引向器143的顶板之间留有第一空间。
该印刷电偶极子天线13例如设置在该磁引向器143的顶板上,且位于该第一空间内。可以不额外占用天线罩内的空间。
其中,磁引向器143的顶板例如包括相对的第一表面和第二表面,磁引向器143的第一表面靠近接地板12,磁引向器143的第二表面背离接地板12。印刷电偶极子天线13的介质板130的第一表面和磁引向器143的第二表面接触,由此,磁引向器143的顶板可以作为印刷电偶极子天线13的接地板,使双极化天线的整体结构更加紧凑。
并且,将印刷电偶极子天线13放置于磁引向器143的上方,可以减小下方接地板12对印刷电偶极子天线13工作带宽的影响,使其易于与芯片集合。
本申请实施例提供的毫米波双极化端射波束扫描天线,将印刷电偶极子天线13设置在磁引向器143的顶板上,可以不额外占用天线罩内的空间,提高了毫米波双极化端射波束扫描天线的集成度,有利于毫米波双极化端射波束扫描天线的小型化。
此外,与直接将印刷电偶极子天线13设置在接地板12上相比,增大了印刷电偶极子天线13与接地板12之间的距离,能够减小接地板12对印刷电偶极子天线13工作带宽的影响。
本申请实施例还提供一种毫米波双极化端射波束扫描天线。图3为本申请实施例提供的另一种毫米波双极化端射波束扫描天线的结构示意图,图3a为图3中毫米波双极化端射波束扫描天线的分解结构示意图。图3b为图3中的C-C剖视图。图3c为图3中毫米波双极化端射波束扫描天线的俯视图。如图3、图3a、图3b、图3c所示,在本申请另一种实现方式中,该磁偶极子天线14还可以包括:磁反射器144。
磁反射器144远离所述第一开口设置,磁反射器144例如包括:顶板、以及连接磁反射器144的顶板和接地板12的侧壁,所述磁反射器144的侧壁上设有第三开口,且所述第三开口的开口方向与所述第一开口的开口方向相同。所述第三开口的方向为X轴的正方向。
磁反射器144的高度可以大于或等于所述磁辐射器141的高度,磁反射器144可以反射磁辐射器141的能量。
本申请实施例对磁反射器144的材质不做限制,在本申请一种实现方式中,磁反射器144的顶板和侧壁可以由金属材料制成。由此,金属材质的顶板和侧壁可以阻磁反射器144的能量,使得磁反射器144的能量沿第三开口向外辐射,提高了磁反射器144的方向性。
该磁反射器144与该磁辐射器141之间的距离为0.06λ0。由此,通过在该位置设置磁反射器144可以在磁辐射器141的工作频带内增加一个谐振频点,以展宽磁辐射器141的带宽。
接着对上述结构的天线在端射方向的增益进行仿真。
图4为本申请实施例提供的毫米波双极化端射波束扫描天线的增益曲线图。如图4所示,横坐标为毫米波双极化端射波束扫描天线的工作频率,纵坐标为毫米波双极化端射波束扫描天线的增益。
线1为未设置磁反射器和磁引向器时毫米波双极化端射波束扫描天线的增益随频率变化的曲线。线2为设置磁反射器和磁引向器后毫米波双极化端射波束扫描天线的增益随频率变化的曲线。
如图4所示,未加载磁反射器和磁引向器时,毫米波双极化端射波束扫描天线在24.25-29.5GHz频带内的增益较小,当加载磁反射器和磁引向器时,在24.25-29.5GHz频带内的增益大幅提升。
由此,通过设置磁反射器和磁辐射器,可以展宽毫米波双极化端射波束扫描天线的带宽,还可以提升毫米波双极化端射波束扫描天线的增益。
本申请实施例还提供一种天线阵列。图5为本申请实施例提供的天线阵列的结构示意图。如图5所示,该天线阵列包括:两个毫米波双极化端射波束扫描天线10,两个该毫米波双极化端射波束扫描天线10沿图5中的Y轴方向并列设置,其中两个该毫米波双极化端射波束扫描天线10的辐射方向相同,例如均为图1中的X轴正方向。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以该权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,包括:第一介质板,所述第一介质板包括相对的第一表面和第二表面,所述第一介质板的第一表面设有接地板,所述接地板上并列设置有磁偶极子天线和印刷电偶极子天线,
所述磁偶极子天线包括:磁辐射器,所述磁辐射器包括:
顶板,所述顶板设置在所述第一介质板的第二表面;
连接所述接地板和所述磁辐射器顶板的侧壁,所述磁辐射器的侧壁上设有第一开口,所述印刷电偶极子天线靠近所述第一开口设置;
所述印刷电偶极子天线与所述磁偶极子天线的辐射方向相同,且所述印刷电偶极子天线和所述磁偶极子天线的极化方向相互正交。
2.根据权利要求1所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述磁偶极子天线还包括:磁引向器,其中,所述磁引向器靠近所述第一开口设置,所述磁引向器包括:顶板,以及连接所述磁引向器的顶板和所述接地板的侧壁,所述磁引向器的侧壁上设有第二开口,所述第二开口的方向和所述第一开口的方向相同;
其中,所述磁引向器的顶板与所述接地板之间的距离小于所述磁辐射器的顶板与所述接地板之间的距离,所述印刷电偶极子天线设置在所述磁引向器的顶板上。
3.根据权利要求2所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述磁偶极子天线还包括:磁反射器,所述磁反射器远离所述第一开口设置,所述磁反射器包括:顶板、以及连接所述磁反射器的顶板和所述接地板的侧壁,所述磁反射器的侧壁上设有第三开口,且所述第三开口的方向与第一开口的方向相同。
4.根据权利要求3所示的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述磁反射器与所述磁辐射器之间的距离为0.06λ0,λ0为毫米波双极化微带天线单元工作于中心频率时,电磁波在真空中的波长。
5.根据权利要求1-4任一项所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述磁辐射器的顶板与所述接地板之间的距离大于或等于0.09λ0,λ0为毫米波双极化微带天线单元工作于中心频率时,电磁波在真空中的波长。
6.根据权利要求1-5任一项所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述磁偶极子天线还包括:第一探针,馈电装置,所述第一探针一端与所述接地板上的垂直极化信号输入端口连接,另一端与所述磁辐射器的顶板连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述印刷电偶极子天线包括:设置在所述磁引向器的顶板上的第二介质板,以及设置在所述第二介质板上的巴伦结构和印刷电偶极子,所述巴伦结构与所述印刷电偶极子连接。
8.根据权利要求7所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述印刷电偶极子天线还包括:设置在所述介质板上的引向结构,所述引向结构和所述印刷电偶极子平行,且所述引向结构长度小于所述印刷电偶极子的长度。
9.根据权利要求7或8所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述印刷电偶极子天线包括:第二探针,所述第二探针一端与所述接地板的水平极化信号输入端口连接,另一端与所述微带巴伦结构连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述印刷电偶极子天线与所述接地板之间的距离大于或等于0.08λ0,λ0为毫米波双极化微带天线单元工作于中心频率时,电磁波在真空中的波长。
11.根据权利要求1-10任一项所述的毫米波双极化端射波束扫描天线,其特征在于,所述毫米波双极化微带天线单元工作在24.25-29.5GHz毫米波频段,所述毫米波双极化微带天线单元的中心频率为26.875GHz。
12.一种天线阵列,其特征在于,包括:两个如权利要求1-11任一项所述的双极化毫米波波束扫描天线,所述毫米波双极化端射波束扫描天线并列设置。
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