CN206098713U - 一种宽扫描角高增益微带天线及其构成的阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽扫描角高增益微带天线，包括上下表面均开设有位置相对的空气槽的辐射层，设置于辐射层上部空气槽内的辐射贴片，设置于辐射层下部空气槽内的耦合贴片，围绕辐射层上的空气槽一周设置的辐射屏蔽区域，设置于辐射屏蔽区域两侧的辐射层上表面上的EBG贴片带，以及通过导电胶粘合于辐射层下表面的馈电层。本实用新型利用EBG贴片带的表面波带隙特性抑制天线单元的表面波传播，有效减小了由其构成的阵列天线中天线单元之间的互耦，提高了天线阵的性能，同时配合下沉式的微带贴片结构和贴片周围设置的屏蔽区，进一步阻挡天线贴片之间的表面波传播，降低了天线互耦，从而达到改善微带贴片天线阵列互耦影响，提高增益及扫描角度的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及微带天线技术领域，具体地讲，是涉及一种宽扫描角高增益微带天线及其构成的阵列天线。
背景技术
由于具有剖面薄、体积小、重量轻、造价低廉、便于集成等优点，微带天线及其阵列已经被广泛应用于各种无线通信及雷达系统中。但是，当微带天线及其阵列工作时，会在衬底中激励起表面波，这使得阵列单元间的互藕增大，天线及其阵列增益降低。而相控阵天线中，由于单元间的互藕效应将引起扫描盲点，影响扫描范围。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种可有效改善微带阵列天线中互耦效应影响的宽扫描角高增益微带天线。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种宽扫描角高增益微带天线，包括上下表面均开设有位置相对的空气槽的辐射层，设置于辐射层上部空气槽内的辐射贴片，设置于辐射层下部空气槽内的耦合贴片，围绕辐射层上的空气槽一周设置的辐射屏蔽区域，设置于辐射屏蔽区域两侧的辐射层上表面上的EBG贴片带，以及通过导电胶粘合于辐射层下表面的馈电层，其中，馈电层上开设有一位置与耦合贴片对应的工字型缝，馈电层内设有L形带状线，该L形带状线的一端与工字型缝匹配，另一端通过SMP连接器接入外部信号。
具体地，所述辐射层包括由上至下依次层叠的第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述空气槽分别贯穿地开设于第一介质层和第三介质层上，所述辐射贴片位于第二介质层上表面，所述耦合贴片位于第二介质层下表面。
并且，所述辐射屏蔽区由数个规律排布的金属化屏蔽地孔围绕空气槽一周构成，所述金属化屏蔽地孔上下贯通第一介质层至第三介质层，并接地。
进一步地，所述EBG贴片带包括在辐射层第一介质层上排列呈一直线状的数个EBG贴片，以及与EBG贴片连接并贯通第一介质层至第三介质层的EBG金属地孔，这些EBG贴片排列成的直线平行地设置于辐射屏蔽区的两侧外侧，且该直线的长度与辐射屏蔽区的侧面长度匹配。
更具体地，所述馈电层包括依次间隔层叠的三层金属层和两层介质层，其中上层的金属层与辐射层粘合，且所述工字型缝开设于上层的金属层内，所述L形带状线设置于中间一层的金属层内，上中两层金属层之间的介质层上开设有与工字型缝和L形带状线组合的形状大小对应的腔，上下两层金属层作为地金属，所述SMP连接器穿过下层的金属层和下层的介质层与所述L形带状线端部连接。
更进一步地，所述馈电层还包括数个上下贯穿地连接上下两层金属层的金属化馈电地孔，这些金属化馈电地孔围绕工字型缝和L形带状线组合的形状排布一周。
本实用新型还提供一种阵列天线，其由数个上述宽扫描角高增益微带天线按阵列排布构成，其中，横向相邻的两个所述宽扫描角高增益微带天线之间共用相同一侧的EBG贴片带。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型利用EBG贴片带的表面波带隙特性抑制天线单元的表面波传播，有效减小了由其构成的阵列天线中天线单元之间的互耦，提高了天线阵的性能，同时配合下沉式的微带贴片结构和贴片周围设置的屏蔽区，进一步地阻挡天线贴片之间的表面波传播，降低了天线互耦，从而达到改善微带贴片天线阵列互耦影响，提高增益及扫描角度的效果，而且本实用新型结构简单，设计巧妙，成本低廉，具有广泛的应用前景，适合推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的正面结构示意图。
图2为本实用新型的侧面结构示意图。
图3为本实用新型中馈电层的正面结构示意图。
图4为本实用新型中阵列天线的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1至图4所示，该宽扫描角高增益微带天线，主要由相互粘合的辐射层1和馈电层2组成，以及连接馈电层接入外部信号的SMP连接器3。
具体地，所述辐射层包括由上至下依次层叠的第一介质层11、第二介质层12、第三介质层13，贯穿开设于第一介质层上和贯穿开设于第三介质层上的空气槽14，第三介质层上的空气槽与第二介质层和馈电层共同构成一空气腔，位于空气槽内并设置于第二介质层上表面的辐射贴片15，位于空气腔内并设置于第二介质层下表面的耦合贴片16，数个上下贯穿辐射层并接地的金属化屏蔽地孔17，这些金属化屏蔽地孔规律地围绕空气槽两圈形成双排的形状与空气槽匹配的辐射屏蔽区域18，以及位于辐射屏蔽区域两侧外侧的设置于第一介质层上的EBG贴片带19。通常地，辐射贴片和耦合贴片被制作呈正方形状，相应地，空气槽也开设成对应的正方形状，辐射屏蔽区域也相应地形成正方形状。
所述EBG贴片带是由多个EBG贴片20排列呈直线条状组成的结构，每个呈矩形或方形的EBG贴片中部还通过一EBG金属地孔接地29，该EBG金属地孔同样上下贯通辐射层的三层介质结构。该呈直线条状的EBG贴片带平行于辐射屏蔽区域的侧面设置，并且其长度与所述辐射屏蔽区域的侧面长度匹配。
所述馈电层包括依次间隔层叠的上中下三层金属层和上下两层介质层，即按上层金属层21、上层介质层22、中层金属层23、下层介质层24、下层金属层25层叠地设置。上层金属层与第三介质层下表面通过导电胶粘合，上层金属层上开设有一位置与空气腔对应的工字型缝26；中层金属层内设置一L形带状线27，该L形带状线的一端与工字型缝匹配，另一端通过SMP连接器接入外部信号，上层介质层对应工字型缝的位置也开设一腔，该腔的形状与工字型缝和L形带状线组合的形状匹配，并且围绕该腔一周还设置有规律排布的数个金属化馈电地孔28，这些金属化馈电地孔上下贯穿馈电层；上下两层金属层作为地金属。所述工字型缝的中部与L形带状线端部对应，由其中部缝大小决定天线辐射大小，而其两臂主要起阻抗匹配作用。
本实用新型还提供一种阵列天线，其由数个上述宽扫描角高增益微带天线按阵列排布构成，其中，横向相邻的两个所述宽扫描角高增益微带天线之间共用相同一侧的EBG贴片带。
本实用新型使用时，信号通过SMP连接器经同轴到带状线的过渡传输到L形带状线，并通过工字型缝向上辐射出去，该传输过程中周围的金属化馈电地孔起到屏蔽作用；第三介质层上的空气槽内的空气介质，起到了降低辐射层介电常数、改善天线带宽的作用，设置的耦合贴片用于调节天线匹配及展宽带宽，最终由辐射贴片发出信号，该过程中天线单元周围的辐射屏蔽区域和EBG贴片带共同作用达到改善贴片天线阵列互耦影响，提高增益及扫描角度的目的。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种宽扫描角高增益微带天线，其特征在于，包括上下表面均开设有位置相对的空气槽的辐射层，设置于辐射层上部空气槽内的辐射贴片，设置于辐射层下部空气槽内的耦合贴片，围绕辐射层上的空气槽一周设置的辐射屏蔽区域，设置于辐射屏蔽区域两侧的辐射层上表面上的EBG贴片带，以及通过导电胶粘合于辐射层下表面的馈电层，其中，馈电层上开设有一位置与耦合贴片对应的工字型缝，馈电层内设有L形带状线，该L形带状线的一端与工字型缝匹配，另一端通过SMP连接器接入外部信号。
2.根据权利要求1所述的一种宽扫描角高增益微带天线，其特征在于，所述辐射层包括由上至下依次层叠的第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述空气槽分别贯穿地开设于第一介质层和第三介质层上，所述辐射贴片位于第二介质层上表面，所述耦合贴片位于第二介质层下表面。
3.根据权利要求2所述的一种宽扫描角高增益微带天线，其特征在于，所述辐射屏蔽区由数个规律排布的金属化屏蔽地孔围绕空气槽一周构成，所述金属化屏蔽地孔上下贯通第一介质层至第三介质层，并接地。
4.根据权利要求2所述的一种宽扫描角高增益微带天线，其特征在于，所述EBG贴片带包括在辐射层第一介质层上排列呈一直线状的数个EBG贴片，以及与EBG贴片连接并贯通第一介质层至第三介质层的EBG金属地孔，这些EBG贴片排列成的直线平行地设置于辐射屏蔽区的两侧外侧，且该直线的长度与辐射屏蔽区的侧面长度匹配。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种宽扫描角高增益微带天线，其特征在于，所述馈电层包括依次间隔层叠的三层金属层和两层介质层，其中上层的金属层与辐射层粘合，且所述工字型缝开设于上层的金属层内，所述L形带状线设置于中间一层的金属层内，上中两层金属层之间的介质层上开设有与工字型缝和L形带状线组合的形状大小对应的腔，上下两层金属层作为地金属，所述SMP连接器穿过下层的金属层和下层的介质层与所述L形带状线端部连接。
6.根据权利要求5所述的一种宽扫描角高增益微带天线，其特征在于，所述馈电层还包括数个上下贯穿地连接上下两层金属层的金属化馈电地孔，这些金属化馈电地孔围绕工字型缝和L形带状线组合的形状排布一周。
7.一种阵列天线，其特征在于，由数个权利要求1～6任一项所述的宽扫描角高增益微带天线按阵列排布构成，其中，横向相邻的两个所述宽扫描角高增益微带天线之间共用相同一侧的EBG贴片带。
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