CN207705389U - 一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列 - Google Patents
一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，包括若干个按阵列排列的天线单元，所述天线单元通过串并馈电路网络连接，所述串并馈电路网络包括n个串馈网络和一个并馈网络，每个串馈网络连接m个天线单元，所述并馈网络并联n个所述串馈网络，本申请提供的基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，具有结构紧凑，占用空间小，系统的辐射效率高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波、毫米波通信技术领域，具体涉及一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列。
背景技术
近几十年来，随着信息与电子技术的不断发展，各种新技术和实用新型层出不穷，其中微波集成电路和超大规模集成电路技术的快速发展，促使现代雷达、遥测技术、卫星通信、移动通信、电子对抗等领域的电子设备朝着小型化、多功能化、处理信息智能化的方向发展。人们在范围有限的平台上集成了越来越多的满足不同要求的电子设备及其与之配套的各种天线，希望用更少的器件来实现更多的功能。
天线和射频/微波滤波器作为通信中的关键器件，通常是独立设计，通过传输线连接，滤波器一般按端口阻抗50欧姆设计，然后通过传输线连到天线。
相较于天线单元，天线阵列具有增益高，方向性强等优点。采用并联等相馈电的天线阵列，并联馈电网络需要较大的面积及较长的走线。随着应用频率的升高，并联馈电网络将占用更过的相对面积以及引入更多的传输损耗。
实用新型内容
有鉴于此，本申请提供一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，具有结构紧凑，占用空间小，系统的辐射效率高的优点。
为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，包括若干个阵列排列的天线单元(1)，所述天线单元(1)通过串并馈电路网络(2)连接，所述串并馈电路网络(2)包括n个串馈网络(21)和一个并馈网络(22)，每个串馈网络(21)连接m个天线单元(1)，所述并馈网络(22)并联n个所述串馈网络(21)。
优选的，所述天线单元(1)为微带贴片天线单元，包括介质基板(11)、位于所述介质基板(11)上表面的贴片结构(12)以及位于所述介质基板(11)下表面的金属箔形成的地(13)。
优选的，所述微带贴片天线单元(1)的馈电点通过缝隙加载连接所述串馈网络(21)。
优选的，所述串馈网络(21)上设置的m个所述天线单元(1)同向设置，每一所述串馈网络(21)中相邻两个所述天线单元(1)之间的距离相等，若干所述串馈网络(21)之间等距平行设置。
优选的，设任一所述串馈网络(21)中相邻两个所述天线单元(1)之间的距离为d1，任一串馈网络(21)与相邻串馈网络(21)之间的距离为d2，所述天线单元(1)的中心频率的波长为λ，d1、d2和λ满足如下关系：
0.5λ≤d1≤λ；
0.5λ≤d2≤λ。
优选的，所述n的值为2的正整数幂次。
本申请与现有技术相比，其详细说明如下：
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本滤波微带阵列天线采用串馈并馈结合的方式，提高空间利用性，结构紧凑；
本申请的天线阵列的天线单元的排布方式可以提高系统的辐射效率；
本申请的天线阵列易于加工制造，成本低，平面结构易于集成，适用于不同的通信系统；
本申请的结构具有较高的灵活性，可以通过调节串并馈网络的幅度和相位特性，实现天线阵列的波束赋形。
附图说明
图1为本实用新型的示意图；
图2为图1中包括天线单元的结构示意图；
图3为本实用新型一优选实施例的结构示意图；
图4为本实用新型优选实施例中天线阵列的增益仿真图；
图5为本实用新型优选实施例中天线阵列在中心频率方向图的仿真结果。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，包括m×n个矩形阵列排列的天线单元(1)，所述天线单元(1)通过n个串馈网络(21)和一个并馈网络(22)组成的串并馈电路网络(2)连接形成一个天线阵列，所述天线单元(1)可以通过串联和并联电容，或改变所述天线单元(1)的结构，使其达到阻抗匹配。
每一组并排设置的m个天线单元(1)串馈连接形成一个串馈网络(21)，n个串馈网络(21)之间并馈连接至一个并馈网络(22)，以保证相位的一致性。所述n可以为正整数，作为本申请的一种优选实施例，n的取值更优选为2的正整数幂次。
如图2所示，所述天线单元(1)具体为微带贴片天线单元，包括介质基板(11)、位于所述介质基板(11)上表面的贴片结构(12)以及位于所述介质基板(11)下表面的金属箔形成的地(13)。其中，如图3和图4所示，所述贴片结构(12)的馈电点通过缝隙加载连接所述串馈网络(21)，所述贴片结构(12)设置有凹槽，所述凹槽可以起到阻抗匹配的作用。
如图1所示，每一个所述串馈网络(21)上的天线单元(1)均同向设置，且每一所述串馈网络(21)中相邻两个所述天线单元(1)之间的距离相等，相邻的所述串馈网络(21)之间等距相等且相互平行设置。
为了便于表述，设任一所述串馈网络(21)中相邻两个所述天线单元(1)之间的距离为d1，任一串馈网络(21)与相邻串馈网络(21)之间的距离为d2，所述天线单元(1)的中心频率的波长为λ，d1、d2和λ满足如下关系：
0.5λ≤d1≤λ；0.5λ≤d2≤λ。
上述串并馈网络(22)的输出幅度和相位可根据天线阵列的排布情况综合计算调整，通过设计串并馈网络(22)的幅度及相位特性，可以实现对天线阵列的波束赋形。
如图3所示，本申请的一种优选实施例，天线阵列由4×4个天线单元组成，每4个水平方向等距阵列的天线单元通过一个串馈网络连接并向其馈电，4个串馈网络通过一个并馈网络连接形成一个完整的天线阵列，本优选实施例中公开的天线单元的中心频率为94GHz。如图4和图5所示，本实施例在实现其结构紧凑，占用空间小的技术效果的同时，仍能够保证该天线阵列的增益效果，具有较高的辐射效率。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，包括若干个阵列排列的天线单元(1)，其特征在于，所述天线单元(1)通过串并馈电路网络(2)连接，所述串并馈电路网络(2)包括n个串馈网络(21)和一个并馈网络(22)，每个串馈网络(21)连接m个天线单元(1)，所述并馈网络(22)并联n个所述串馈网络(21)。
2.根据权利要求1所述的一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，其特征在于，所述天线单元(1)为微带贴片天线单元，包括介质基板(11)、位于所述介质基板(11)上表面的贴片结构(12)以及位于所述介质基板(11)下表面的金属箔形成的地(13)。
3.根据权利要求2所述的一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，其特征在于，所述微带贴片天线单元的馈电点通过缝隙加载连接所述串馈网络(21)。
4.根据权利要求1所述的一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，其特征在于，所述串馈网络(21)上设置的m个所述天线单元(1)同向设置，每一所述串馈网络(21)中相邻两个所述天线单元(1)之间的距离相等，若干所述串馈网络(21)之间等距平行设置。
5.根据权利要求4所述的一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，其特征在于，设任一所述串馈网络(21)中相邻两个所述天线单元(1)之间的距离为d1，任一串馈网络(21)与相邻串馈网络(21)之间的距离为d2，所述天线单元(1)的中心频率的波长为λ，d1、d2和λ满足如下关系：
0.5λ≤d1≤λ；
0.5λ≤d2≤λ。
6.根据权利要求1所述的一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列，其特征在于，所述n的值为2的正整数幂次。
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| CN201721640651.2U CN207705389U (zh) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 一种基于串并馈网络的紧凑型天线阵列 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109267891A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-25 | 昆山赛诺泰克工业科技有限公司 | 基于毫米波的电动尾门控制系统及控制方法 |
| CN111224237A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-06-02 | 南京邮电大学 | 毫米波柔性天线阵 |
| CN113193384A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-30 | 深圳大学 | 一种阵列天线 |
| CN113381174A (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-10 | 华为技术有限公司 | 一种天线及雷达 |
| CN114583473A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-06-03 | 西安星通通信科技有限公司 | 一种波束赋形相控阵天线系统及其设计方法 |
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