CN112688086A - 一种双极化集成透镜天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双极化集成透镜天线，包括从上到下依次设置的介质透镜层、第一金属层、第一介质板、第二金属层、第二介质板和第三金属层，在第一金属层上蚀刻由N×N个方形微带天线单元组成的微带天线阵，N为自然数。本发明所公开的双极化集成透镜天线，具有剖面低、结构简单的结构优势，通过对微带天线单元设置四分之一圆形切角的方式，可获得较宽的工作带宽，其相对阻抗带宽可达11.4%，最高增益为23dBi，端口隔离度为30 dB，交叉极化鉴别率为30dB。
Description
技术领域
本发明属于微波毫米波天线技术领域，特别涉及该领域中的一种双极化集成透镜天线。
背景技术
在无线通信系统中，天线是信号接收和发射的关键部件。随着无线移动通信技术逐渐往高频毫米波方向发展，要求天线能实现双极化，且具有高增益、高隔离度和高交叉极化鉴别率、可二维电扫等电气性能。同时天线还需具备低剖面、低成本、易加工等特性。
高增益双极化天线的实现方式主要有大规模阵列天线和透镜天线。一般地，大规模阵列天线需要有成百上千个天线单元，因此结构复杂且成本高。要实现电扫，大规模阵列天线一般可采用无源多波束馈电方式和天线单元后接T/R组件的方式。第一种无源多波束馈电方案，其成本较低但难以实现二维扫描且复杂度极高。第二种相控阵方案，其可实现近似连续扫描，但一般成本较高。采用介质透镜可省去相控阵方案中昂贵的T/R组件，又可省去复杂的馈电网络，因此可在保证高增益的同时实现较好的扫描性能和控制成本。传统的介质透镜，其馈源一般采用传统微带天线和波导口径天线等。但传统微带天线的带宽一般很窄。要实现宽带，需要寄生贴片加载。波导口径天线具有很高的交叉极化鉴别率，但其剖面一般大于四分之一个波长。
从现有的报道来看，虽然有很多形式的馈源天线应用于集成透镜天线的设计中，但并没有很好地解决带宽、剖面和交叉极化鉴别率的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种结构简单、剖面低、带宽宽和交叉极化鉴别率高的双极化集成透镜天线。
本发明采用如下技术方案：
一种双极化集成透镜天线，其改进之处在于：包括从上到下依次设置的介质透镜层、第一金属层、第一介质板、第二金属层、第二介质板和第三金属层，在第一金属层上蚀刻由N×N个方形微带天线单元组成的微带天线阵，N为自然数，在各方形微带天线单元的垂直中心线和水平中心线上均设置贯穿第一金属层，第一介质板，第二金属层，第二介质板和第三金属层的垂直极化馈电探针和水平极化馈电探针，第二金属层是方形微带天线单元的地板层，在第二金属层上蚀刻供各垂直极化馈电探针和水平极化馈电探针穿过的圆形通孔阵，在第三金属层上蚀刻与各垂直、水平极化馈电探针相对应的微带线阵和表面安装接头圆盘阵，各微带线的末端分别与一个馈电探针相连接，金属化通孔为接地孔，表面安装接头圆盘通过金属化通孔与第二金属层连接。
进一步的，介质透镜层包括安装介质圆盘和安装在安装介质圆盘上的辐射球形加柱形介质。
进一步的，在安装介质圆盘上沿周向均匀的设置一圈定位安装孔，通过定位安装孔将介质透镜层与天线的其余各层安装在一起。
进一步的，在介质透镜层的底部中心区域有一块空气悬空。
进一步的，在每个方形微带天线单元的四个角上均有一个四分之一圆形切角。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的双极化集成透镜天线，具有剖面低、结构简单的结构优势，通过对微带天线单元设置四分之一圆形切角的方式，可获得较宽的工作带宽，其相对阻抗带宽可达11.4%，最高增益为23dBi，端口隔离度为30 dB，交叉极化鉴别率为30dB。
附图说明
图1是本发明实施例1所公开双极化集成透镜天线的层叠图；
图2是本发明实施例1所公开双极化集成透镜天线中馈源微带天线的顶层结构示意图；
图3是本发明实施例1所公开双极化集成透镜天线中馈源微带天线的地板结构示意图；
图4是本发明实施例1所公开双极化集成透镜天线中馈源微带阵列天线的顶层示意图；
图5是本发明实施例1所公开双极化集成透镜天线中馈源微带阵列天线的底层示意图；
图6是本发明实施例1所公开双极化集成透镜天线中介质透镜层的侧视图；
图7是本发明实施例1所公开双极化集成透镜天线中介质透镜层的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，本实施例公开了一种双极化集成透镜天线，如图1-5所示，包括从上到下依次设置的介质透镜层16、第一金属层15、第一介质板14、第二金属层13、第二介质板12和第三金属层11，在第一金属层上蚀刻由N×N个方形微带天线单元组成的微带天线阵，N为自然数，在各方形微带天线单元的垂直中心线和水平中心线上均设置贯穿第一金属层，第一介质板，第二金属层，第二介质板和第三金属层的垂直极化馈电探针23和水平极化馈电探针24，垂直极化馈电探针可激励垂直极化辐射波，水平极化馈电探针可激励水平极化辐射波。可通过优化垂直极化馈电探针和水平极化馈电探针的位置获得较好的端口隔离度。第二金属层是方形微带天线单元的地板层，在第二金属层上蚀刻供各垂直极化馈电探针和水平极化馈电探针穿过的圆形通孔阵，以便于馈电探针激励微带天线单元，其中垂直中心线上的圆形通孔31对应于垂直极化馈电探针23，水平中心线上的圆形通孔32对应于水平极化馈电探针24。在第三金属层上蚀刻与各垂直、水平极化馈电探针相对应的微带线阵和表面安装接头圆盘阵，各微带线25的末端分别与一个馈电探针相连接，金属化通孔42为接地孔，为了使接地效果最优，金属化通孔应尽可能间距小。表面安装接头SMP圆盘41通过金属化通孔与第二金属层13连接。
在本实施例中，如图6-7所示，介质透镜层包括安装介质圆盘74和安装在安装介质圆盘上的辐射球形加柱形介质71。在安装介质圆盘上沿周向均匀的设置一圈定位安装孔73，通过定位安装孔将介质透镜层与天线的其余各层安装在一起。为获得最优增益，在介质透镜层的底部中心区域有一块高度很低的空气悬空72。在每个方形微带天线单元的四个角上均有一个四分之一圆形切角，圆形切角的尺寸可调节微带天线单元的工作带宽和交叉极化鉴别率。
综上所述，本发明公开了一种具有低剖面、低成本、交叉极化鉴别率高的微波毫米波双极化集成透镜天线，该双极化集成透镜天线的馈源天线采用探针馈电的微带贴片天线。为了增加工作带宽，双极化微带馈源天线的四个角上均有一个四分之一圆形切角。通过调节馈电探针位置，提升了馈源天线的隔离度和交叉极化鉴别率。通过优化介质透镜的曲率和高度，使透镜天线达到了较高的辐射效率和增益。本发明适合用于微波毫米波领域，来解决集成透镜天线的双极化馈源设计及实现高增益的技术难点。
Claims (5)
1.一种双极化集成透镜天线，其特征在于：包括从上到下依次设置的介质透镜层、第一金属层、第一介质板、第二金属层、第二介质板和第三金属层，在第一金属层上蚀刻由N×N个方形微带天线单元组成的微带天线阵，N为自然数，在各方形微带天线单元的垂直中心线和水平中心线上均设置贯穿第一金属层，第一介质板，第二金属层，第二介质板和第三金属层的垂直极化馈电探针和水平极化馈电探针，第二金属层是方形微带天线单元的地板层，在第二金属层上蚀刻供各垂直极化馈电探针和水平极化馈电探针穿过的圆形通孔阵，在第三金属层上蚀刻与各垂直、水平极化馈电探针相对应的微带线阵和表面安装接头圆盘阵，各微带线的末端分别与一个馈电探针相连接，金属化通孔为接地孔，表面安装接头圆盘通过金属化通孔与第二金属层连接。
2.根据权利要求1所述的双极化集成透镜天线，其特征在于：介质透镜层包括安装介质圆盘和安装在安装介质圆盘上的辐射球形加柱形介质。
3.根据权利要求2所述的双极化集成透镜天线，其特征在于：在安装介质圆盘上沿周向均匀的设置一圈定位安装孔，通过定位安装孔将介质透镜层与天线的其余各层安装在一起。
4.根据权利要求1所述的双极化集成透镜天线，其特征在于：在介质透镜层的底部中心区域有一块空气悬空。
5.根据权利要求1所述的双极化集成透镜天线，其特征在于：在每个方形微带天线单元的四个角上均有一个四分之一圆形切角。
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Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000022436A (ja) * | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体レンズおよびそれを用いた誘電体レンズアンテナおよびそれを用いた無線装置 |
| CN201282193Y (zh) * | 2008-08-28 | 2009-07-29 | 阮树成 | 毫米波准光集成介质透镜天线及其阵列 |
| CN102280718A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-12-14 | 上海交通大学 | Ku波段低剖面双频双极化阵列天线 |
| CN104752841A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-01 | 江苏中兴微通信息科技有限公司 | 一种双极化集成平面透镜天线 |
| CN105958196A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-21 | 南京邮电大学 | 空气耦合低剖面圆极化介质透镜天线 |
| CN106329106A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-01-11 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于siw技术的宽带高隔离度低交叉极化双极化微带天线阵 |
| CN107369916A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-11-21 | 杭州麦宇电子科技有限公司 | 半球透镜馈源收发集成新月透镜天线 |
| CN108173005A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-06-15 | 宁波大学 | 一种K/Ka双频段多波束扫描透镜天线 |
| CN108493626A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-09-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于sic技术的四单元双极化微带天线阵 |
| CN108777353A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-09 | 湖南国科锐承电子科技有限公司 | 一种高隔离低交叉极化双极化微带阵列天线 |
| CN109742556A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-05-10 | 东南大学 | 一种宽带圆极化毫米波多馈源多波束透镜天线 |
| CN110299595A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-10-01 | 南通大学 | Siw馈电介质谐振器以及采用该谐振器的天线、滤波器 |
| CN110323526A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-10-11 | 南通大学 | Siw馈电介质谐振器以及采用该谐振器的天线、功分器 |
| CN110943303A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-31 | Oppo广东移动通信有限公司 | 阵列透镜、透镜天线和电子设备 |
| CN111180886A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-05-19 | 南京锐码毫米波太赫兹技术研究院有限公司 | 小型化宽带双极化磁电偶极子毫米波边射天线及其阵列 |
| CN111987435A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-11-24 | 华南理工大学 | 一种低剖面双极化天线、阵列天线及无线通信设备 |
-
2020
- 2020-11-27 CN CN202011358203.XA patent/CN112688086B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000022436A (ja) * | 1998-06-29 | 2000-01-21 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体レンズおよびそれを用いた誘電体レンズアンテナおよびそれを用いた無線装置 |
| CN201282193Y (zh) * | 2008-08-28 | 2009-07-29 | 阮树成 | 毫米波准光集成介质透镜天线及其阵列 |
| CN102280718A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-12-14 | 上海交通大学 | Ku波段低剖面双频双极化阵列天线 |
| CN104752841A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-01 | 江苏中兴微通信息科技有限公司 | 一种双极化集成平面透镜天线 |
| CN105958196A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-21 | 南京邮电大学 | 空气耦合低剖面圆极化介质透镜天线 |
| CN106329106A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-01-11 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于siw技术的宽带高隔离度低交叉极化双极化微带天线阵 |
| CN107369916A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-11-21 | 杭州麦宇电子科技有限公司 | 半球透镜馈源收发集成新月透镜天线 |
| CN108173005A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-06-15 | 宁波大学 | 一种K/Ka双频段多波束扫描透镜天线 |
| CN108493626A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-09-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于sic技术的四单元双极化微带天线阵 |
| CN108777353A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-09 | 湖南国科锐承电子科技有限公司 | 一种高隔离低交叉极化双极化微带阵列天线 |
| CN109742556A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-05-10 | 东南大学 | 一种宽带圆极化毫米波多馈源多波束透镜天线 |
| CN110299595A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-10-01 | 南通大学 | Siw馈电介质谐振器以及采用该谐振器的天线、滤波器 |
| CN110323526A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-10-11 | 南通大学 | Siw馈电介质谐振器以及采用该谐振器的天线、功分器 |
| CN110943303A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-31 | Oppo广东移动通信有限公司 | 阵列透镜、透镜天线和电子设备 |
| CN111180886A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-05-19 | 南京锐码毫米波太赫兹技术研究院有限公司 | 小型化宽带双极化磁电偶极子毫米波边射天线及其阵列 |
| CN111987435A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-11-24 | 华南理工大学 | 一种低剖面双极化天线、阵列天线及无线通信设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112688086B (zh) | 2023-01-24 |
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