CN209029532U - 一种高隔离天线机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高隔离天线机构，可以通过在辐射贴片之间设置相适应的EBG结构，使通过EBG结构的表面波与通过天线罩反射的反射电磁波达到等幅反相，使得电磁波在预定的频段范围不能传播，从而防止了因加装天线罩而造成的隔离度降低的影响。在实际的相控阵天线系统应用中可以达到较高的隔离度效果，实现较佳的宽带性能。

Description

一种高隔离天线机构

技术领域

本实用新型涉及通信技术设备领域，特别是涉及一种高隔离天线机构。

背景技术

在相控阵列天线中，有源驻波值较高会直接影响天线的电性能，例如造成方向图失真、主波束方向发生偏移、信噪比下降等，尤其是在扫描角偏大时容易出现扫描盲点，导致相控阵天线无法工作。而阵列天线有源驻波的产生是由于天线阵列各单元之间存在耦合效应。当进行阵列扫描时施加于任一天线单元上的耦合信号的矢量叠加后都会导致该单元有源驻波恶化。传统技术中解决天线阵元互耦的方法通常是对天线阵元间进行物理隔离，例如：在天线阵元间设置金属化接地孔或者金属墙，该种方法在一定程度上能降低天线阵元间的互耦，但是加装天线罩后天线罩会反射天线辐射的电磁波，从而导致收发天线单元间隔离度大幅降低，进一步使得相控阵天线接收链路被推至饱和，严重影响天线的带宽性能。

可见，现有技术中存在着相控阵天线在加装天线罩后，因天线罩反射电磁波而导致天线单元间隔离度太差，使得相控阵天线接收链路被推至饱和，严重影响天线的带宽性能的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种高隔离天线机构，用以解决现有技术中存在着的相控阵天线在加装天线罩后，因天线罩反射电磁波而导致天线单元间隔离度太差，使得相控阵天线接收链路被推至饱和，严重影响天线的带宽性能的技术问题。

本申请提供了一种高隔离天线机构，包括：

微波复合板；

至少两个辐射贴片，设置在所述微波复合板的第一表面上；

至少一周期EBG结构，所述EBG结构包括至少一个单元结构；

天线罩，罩设在所述微波复合板上，且与所述微波复合板之间的第一距离属于预设距离范围；

其中，所述EBG结构设置在两个辐射贴片之间，且通过所述EBG结构的表面电磁波与通过天线罩反射的电磁波为等幅反相。

可选地，所述天线机构具体包括相同且并排设置的两个长方形辐射贴片。

可选地，所述天线机构具体包括两周期EBG结构，且所述两周期EBG结构设置在所述两个长方形辐射贴片的间隔中心位置。

可选地，每周期所述EBG结构由六个单元结构组成。

可选地，所述单元结构具体为长方形的栅格结构，其中，所述栅格结构的周长约为一个波导波长。

可选地，每相邻两个栅格结构之间的中心间距为0.1-1.1毫米，所述栅格结构在所述两个长方形辐射贴片的中心连线方向上的宽度为0.13-0.17毫米。

可选地，所述栅格结构的周长为4.3-5.3毫米。

可选地，所述天线罩为长方体结构，所述第一距离为第二表面与所述第一表面之间的距离，所述第二表面为所述天线罩上与所述第一表面相对的一侧内表面。

可选地，所述第一距离为1-4毫米。

可选地，所述天线罩的厚度为1-5毫米。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中的技术方案可以通过在辐射贴片之间设置相适应的EBG结构，使通过EBG结构的表面波与通过天线罩反射的反射电磁波达到等幅反相，使得电磁波在预定的频段范围不能传播，从而防止了因加装天线罩而造成的隔离度降低的影响。在实际的相控阵天线系统应用中可以达到较高的隔离度效果，实现较佳的宽带性能。

本申请实施例中的技术方案还具有如下技术效果：

进一步地，本申请实施例中的技术方案中的辐射单元采用微带贴片天线，具有剖面低、体积小、重量轻，并且易于与载体共形，因此还具有扩大适用范围的技术效果

进一步地，本申请实施例中的技术方案采用增添平面EBG结构的方式，不仅加工简单，而且可在不增加加工难度的情况下，实现较佳的天线隔离度性能，因此还具有降低生产应用成本和难度的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案通过大量实验数据可以证明对接收链路上的天线以及发射链路上的天线各自的方向图影响均为较小，因此还具有进一步保障和提升天线系统整体通信性能的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种高隔离天线机构的主视结构及电磁波传输方向示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种高隔离天线机构的俯视结构图。

具体实施方式

本申请提供一种高隔离天线机构，用以解决现有技术中存在着的相控阵天线在加装天线罩后，因天线罩反射电磁波而导致天线单元间隔离度太差，使得相控阵天线接收链路被推至饱和，严重影响天线的带宽性能的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本申请实施例中的技术方案可以通过在辐射贴片之间设置相适应的EBG结构，使通过EBG结构的表面波与通过天线罩反射的电磁波达到等幅反相，使得电磁波在预定的频段范围不能传播，从而防止了因加装天线罩而造成的隔离度降低的影响。在实际的相控阵天线系统应用中可以达到较高的隔离度效果，实现较佳的宽带性能。

下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

请参考图1、图2，本申请实施例一提供一种高隔离天线机构，包括：

微波复合板101；

至少两个辐射贴片102，设置在所述微波复合板的第一表面上；

至少一周期EBG结构103，所述EBG结构包括至少一个单元结构；

天线罩104，罩设在所述微波复合板上，且与所述微波复合板之间的第一距离属于预设距离范围；

其中，所述EBG结构103设置在两个辐射贴片102之间，且通过所述EBG结构的表面电磁波与通过天线罩反射的电磁波为等幅反相。

EBG结构103(Electromagnetic Band Gap，电磁场带隙，简称EBG)，该结构是一种周期性结构，可以控制电磁波的传播。通过正确地选择散射介质的尺寸、材料和形状，可以使电磁波在某些频段不能传播。在本申请技术方案中，可以通过调整所选EBG结构103的尺寸材料和形状，从而改变通过EBG结构103的电磁波的幅度和相位，影响表面电磁波的传播。

所述天线罩104可以为球体、椭圆体、多面体等等，只要是能够罩设在微波复合板101周围，起到隔离电磁波的作用，并且满足通过天线罩104反射的反射电磁波与通过EBG结构103的表面电磁波为等幅反相的金属罩即可。

在实际操作过程中，本申请实施例的技术方案通过加载合适的EBG结构103，使通过EBG结构103的表面波与通过天线罩104反射的电磁波达到等幅反相，使得电磁波在预定的频段范围不能传播，从而防止了因加装天线罩104而造成的隔离度降低甚至恶化的影响。

需要指出的是，在本申请技术方案中，只需要达到预定比例以上的反射电磁波以及达到预设比例以上的表面电磁波为等幅反相即可实现预定的技术效果，而不一定要求所有反射电磁波与所有表面电磁波均为等幅反相。

而进一步地，在本申请实施例中，所述天线机构具体包括相同且并排设置的两个长方形辐射贴片102。所述天线机构包括两周期EBG结构103，且所述两周期EBG结构103设置在所述两个长方形辐射贴片102的间隔中心位置。而每周期所述EBG结构103由六个单元结构组成，每个单元结构具体为长方形的栅格结构，且每个栅格结构的周长约为一个波导波长。

再进一步地，本申请实施例中的所述天线罩104为长方体结构，所述第一距离为第二表面与所述第一表面之间的距离，而所述第二表面也就是天线罩104上与所述第一表面相对的一侧内表面。由此可以保证绝大部分所述反射电磁波的相位一致，进而可以进一步保证绝大部分的表面电磁波与反射电磁波为等幅反相，由此可以保证具有较大幅提升天线隔离度的技术效果。

而作为一种优选，本申请实施例中每相邻两个栅格结构之间的中心间距为0.1-1.1毫米，所述栅格结构在所述两个长方形辐射贴片102的中心连线方向上的宽度为0.13-0.17毫米；所述栅格结构的周长为4.3-5.3毫米；所述第一距离为1-4毫米；所述天线罩104的厚度为1-5毫米。

由此可见，本申请实施例中的技术方案可以通过在辐射贴片之间设置相适应的EBG结构，使通过EBG结构的表面波与通过天线罩反射的反射电磁波达到等幅反相，使得电磁波在预定的频段范围不能传播，从而防止了因加装天线罩而造成的隔离度降低的影响。在实际的相控阵天线系统应用中可以达到较高的隔离度效果，实现较佳的宽带性能。

本申请实施例中的技术方案还具有如下技术效果：

进一步地，本申请实施例中的技术方案中的辐射单元采用微带贴片天线，具有剖面低、体积小、重量轻，并且易于与载体共形，因此还具有扩大适用范围的技术效果

进一步地，本申请实施例中的技术方案采用增添平面EBG结构的方式，不仅加工简单，而且可在不增加加工难度的情况下，实现较佳的天线隔离度性能，因此还具有降低生产应用成本和难度的技术效果。

进一步地，本申请实施例中的技术方案通过大量实验数据可以证明对接收链路上的天线以及发射链路上的天线各自的方向图影响均为较小，因此还具有进一步保障和提升天线系统整体通信性能的技术效果。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。进一步地，本申请技术方案中的各个方法步骤可以颠倒，变换先后顺序而依然落入本申请所涵盖的实用新型范围中。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高隔离天线机构，其特征在于，包括：

微波复合板；

至少两个辐射贴片，设置在所述微波复合板的第一表面上；

至少一周期EBG结构，所述EBG结构包括至少一个单元结构；

天线罩，罩设在所述微波复合板上，且与所述微波复合板之间的第一距离属于预设距离范围；

其中，所述EBG结构设置在两个辐射贴片之间，且通过所述EBG结构的表面电磁波与通过天线罩反射的反射电磁波为等幅反相。

2.如权利要求1所述的天线机构，其特征在于，所述天线机构包括相同且并排设置的两个长方形辐射贴片。

3.如权利要求2所述的天线机构，其特征在于，所述天线机构包括两周期EBG结构，且所述两周期EBG结构设置在所述两个长方形辐射贴片的间隔中心位置。

4.如权利要求3所述的天线机构，其特征在于，每周期所述EBG结构由六个单元结构组成。

5.如权利要求4所述的天线机构，其特征在于，所述单元结构具体为长方形的栅格结构，其中，所述栅格结构的周长约为一个波导波长。

6.如权利要求5所述的天线机构，其特征在于，每相邻两个栅格结构之间的中心间距为0.1-1.1毫米，所述栅格结构在所述两个长方形辐射贴片的中心连线方向上的宽度为0.13-0.17毫米。

7.如权利要求6所述的天线机构，其特征在于，所述栅格结构的周长为4.3-5.3毫米。

8.如权利要求1所述的天线机构，其特征在于，所述天线罩为长方体结构，所述第一距离为第二表面与所述第一表面之间的距离，所述第二表面为所述天线罩上与所述第一表面相对的一侧内表面。

9.如权利要求8所述的天线机构，其特征在于，所述第一距离为1-4毫米。

10.如权利要求8所述的天线机构，其特征在于，所述天线罩的厚度为1-5毫米。