一种双圆极化相控阵天线辐射单元及阵面的制作方法

1.本实用新型属于天线领域，涉及一种双圆极化相控阵天线辐射单元及阵面。


背景技术：

2.随着现代无线通信的迅猛发展，通信系统对天线的体积、成本和性能均提出更高的要求。双圆极化天线可以接受圆极化波和任意极化方向的线极化波，并且具有很强的抗干扰和抗衰减的能力，在移动通信和卫星通信中具有广阔的应用前景。到目前为止，研究人员们已经提出了多种实现双圆极化辐射的天线。例如基于二极管的通断来实现激励左旋圆极化(lhcp)辐射和右旋圆极化(rhcp)辐射的切换，以及基于威尔金森功分器和环形电桥馈电的四馈双圆极化天线，还有基于十字形缝隙耦合馈电的双圆极化天线。然而这些天线的尺寸大、工作带宽窄，不利于小型化设计，难以满足通信系统对天线的宽带、小型化、低剖面需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种双圆极化相控阵天线辐射单元及阵面，以解决天线的尺寸大、工作带宽窄，不利于小型化设计，难以满足通信系统对天线的宽带、小型化、低剖面需求的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种双圆极化相控阵天线辐射单元，包括耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地；耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地自上而下依次设置构成带状线结构。
6.进一步的，第三介质层和第四介质层上设置有金属化盲孔，用于分别连接第一金属地和第二金属地。
7.进一步的，耦合辐射层与馈电辐射层为半径不同的圆形贴片。
8.进一步的，耦合辐射层印刷在第一介质层上，馈电辐射层印刷在第二介质层上。
9.进一步的，双圆极化网络为通过t型等效法设计的3db电桥。
10.进一步的，双圆极化网络输出相位相差为
±
90度。
11.进一步的，馈电辐射层与双圆极化网络通过金属化盲孔实现互连。
12.一种阵面，包括若干均匀排列的双圆极化相控阵天线辐射单元，矩形组阵成5*5的天线阵面。
13.与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：
14.本实用新型具有同时双圆极化的特点。本实用新型采用小型化的3db电桥构成双圆极化网络，通过双圆极化网络的不同输入端口输入，双圆极化网络分别输出相位相差
±
90度的激励信号，使天线具备向空间同时辐射左旋圆极化和右旋圆极化电磁波的能力。
15.本实用新型具有工作频带宽的特点。本实用新型采用双层贴片有效拓宽带宽，馈
电辐射层用于向空间辐射左旋圆极化波和右旋圆极化波，耦合辐射层用于拓宽天线带宽和提高增益。
16.本实用新型具有单元间隔离度高的特点。本实用新型的耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地自上而下依次设置构成带状线结构，同时在周围设置金属化盲孔，能够有效改善单元间的隔离性能。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1为本实用新型的双圆极化相控阵天线辐射单元三维爆炸视图；
19.图2为双圆极化相控阵天线辐射单元的透视图；
20.图3为小型化3db电桥式双圆极化网络俯视图；
21.附图标记如下：
22.1-耦合辐射层；2-第一介质层；3-馈电辐射层；4-第二介质层；5-第一金属地；6-第三介质层；7-双圆极化网络；8-第四介质层；9-第二金属地；10-金属化盲孔。
具体实施方式
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型的保护的范围。
24.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
25.同时在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.本实用新型中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接：同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.如图1所示，一种双圆极化相控阵天线辐射单元及阵面，包括：耦合辐射层1、第一介质层2、馈电辐射层3、第二介质层4、第一金属地5、第三介质层6、双圆极化网络7、第四介质层8、第二金属地和金属化盲孔10；
28.耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双
圆极化网络、第四介质层和第二金属地自上而下依次设置构成带状线结构，同时在周围设置金属化盲孔，金属化盲孔位于第三介质层和第四介质层内部，连接第一金属地和第二金属地。
29.如图2所示，耦合辐射层与馈电辐射层为印刷在介质板上的半径不同的圆形贴片；馈电辐射层用于向空间辐射左旋圆极化波和右旋圆极化波，耦合辐射层用于拓宽天线带宽和提高增益。
30.如图3所示，双圆极化网络由小型化的3db电桥构成，通过t型等效法设计的3db电桥能够有效拓展带宽，同时缩小物理尺寸；采用小型化的3db电桥构成双圆极化网络，通过双圆极化网络的不同输入端口输入，双圆极化网络分别输出相位相差
±
90度的激励信号，使天线具备向空间同时辐射左旋圆极化和右旋圆极化电磁波的能力。
31.耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地自上而下依次设置构成带状线结构，同时在周围设置金属化盲孔，能够有效抑制表面波的产生，以改善单元间的隔离性能与宽频宽角扫描下的轴比和驻波特性。
32.一种阵面，包括若干均匀排列的双圆极化相控阵天线辐射单元，矩形组阵成5*5的天线阵面。
33.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，包括耦合辐射层(1)、第一介质层(2)、馈电辐射层(3)、第二介质层(4)、第一金属地(5)、第三介质层(6)、双圆极化网络(7)、第四介质层(8)和第二金属地(9)；耦合辐射层(1)、第一介质层(2)、馈电辐射层(3)、第二介质层(4)、第一金属地(5)、第三介质层(6)、双圆极化网络(7)、第四介质层(8)和第二金属地(9)自上而下依次设置构成带状线结构。2.根据权利要求1所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，第三介质层(6)和第四介质层(8)上设置有金属化盲孔(10)，用于分别连接第一金属地(5)和第二金属地(9)。3.根据权利要求1所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，耦合辐射层(1)与馈电辐射层(3)为半径不同的圆形贴片。4.根据权利要求3所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，耦合辐射层(1)印刷在第一介质层(2)上，馈电辐射层(3)印刷在第二介质层(4)上。5.根据权利要求1所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，双圆极化网络(7)为通过t型等效法设计的3db电桥。6.根据权利要求5所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，双圆极化网络(7)输出相位相差为
±
90度。7.根据权利要求1所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，馈电辐射层(3)与双圆极化网络(7)通过金属化盲孔实现互连。8.一种阵面，其特征在于，包括若干均匀排列的双圆极化相控阵天线辐射单元，矩形组阵成5*5的天线阵面。

技术总结
一种双圆极化相控阵天线辐射单元阵面，包括耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地；耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地自上而下依次设置构成带状线结构。本实用新型具有同时双圆极化的特点。本实用新型采用小型化的3dB电桥构成双圆极化网络，通过双圆极化网络的不同输入端口输入，双圆极化网络分别输出相位相差


技术研发人员：张秀锋
受保护的技术使用者：西安天安电子科技有限公司
技术研发日：2022.12.24
技术公布日：2023/9/3