本發(fā)明屬于電磁波，更具體地說(shuō)，是涉及一種圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、天線陣列通常包含大量輻射元件，需要損耗較低的饋電網(wǎng)絡(luò)。首先對(duì)于饋電元件，金屬波導(dǎo)的傳輸損耗低，可以實(shí)現(xiàn)天線的高增益特性。但其體積龐大，不適合毫米波平面電路集成。微帶線具有結(jié)構(gòu)緊湊、集成簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用于天線的饋電網(wǎng)絡(luò)。但微帶線通常具有較高的介電損耗，尤其是在設(shè)計(jì)大型陣列時(shí)?；准刹▽?dǎo)作為一種平面波導(dǎo)傳輸線，因其損耗低、成本效益高等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于毫米波天線陣列的設(shè)計(jì)。上述天線形式剖面高，不利于高度集成。其次對(duì)于饋電結(jié)構(gòu)，圓極化天線陣列可由等相均勻分布饋電網(wǎng)絡(luò)和天線元件組合而成。對(duì)于等相均勻分布饋電網(wǎng)絡(luò)，天線陣列的帶寬通常較窄。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的剖面高、體積大以及帶寬窄的技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，包括：

3、多個(gè)周向均勻間隔分布的天線陣列單元、連接各個(gè)所述天線陣列單元的微同軸傳輸線以及金屬地板，所述天線陣列單元和所述微同軸傳輸線均設(shè)置于所述金屬地板，各個(gè)所述天線陣列單元沿排列方向依次旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度設(shè)置，所述預(yù)定角度與所述天線陣列單元的數(shù)量之積為360度，

4、所述天線陣列單元包括微同軸饋電結(jié)構(gòu)、金屬支撐柱和金屬盤，所述金屬支撐柱的一端與所述金屬地板連接，所述金屬支撐柱的另一端與所述金屬盤連接，所述微同軸饋電結(jié)構(gòu)包括外饋電部和設(shè)置于所述外饋電部的內(nèi)饋電部，所述內(nèi)饋電部具有伸出所述外饋電部的兩個(gè)饋電探針，兩個(gè)所述饋電探針均延伸至所述金屬盤和所述金屬地板之間且所述饋電探針的一端靠近所述金屬支撐柱設(shè)置，兩個(gè)所述饋電探針相互垂直設(shè)置，且兩個(gè)所述饋電探針輸出的相位差為90度；

5、所述微同軸傳輸線包括傳輸外殼以及設(shè)置于所述傳輸外殼內(nèi)部的傳輸內(nèi)芯，所述傳輸外殼與所述外饋電部連接，所述傳輸內(nèi)芯與所述內(nèi)饋電部連接。

6、可選地，所述微同軸饋電結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一饋電輸入端和兩個(gè)第一輸出端，所述第一饋電輸入端和各個(gè)所述第一輸出端之間的傳輸距離為第一傳輸距離，兩個(gè)所述第一傳輸距離之差為工作頻率對(duì)應(yīng)的1/4波長(zhǎng)。

7、可選地，所述微同軸饋電結(jié)構(gòu)包括主饋電結(jié)構(gòu)、第一饋電段、第二饋電段和第三饋電段，所述第一饋電段、所述第二饋電段和所述第三饋電段依次垂直連接，所述主饋電結(jié)構(gòu)的一端為所述第一饋電輸入端，另一端與所述第二饋電段連接，所述第一饋電段遠(yuǎn)離所述第二饋電段的一端、所述第三饋電段遠(yuǎn)離所述第二饋電段的一端均為所述第一輸出端；所述主饋電結(jié)構(gòu)和所述第二饋電段的連接處設(shè)為參考點(diǎn)，所述參考點(diǎn)至其中一個(gè)所述第一輸出端為其中一個(gè)分支饋電結(jié)構(gòu)，所述參考點(diǎn)至另一個(gè)所述第一輸出端為另一個(gè)分支饋電結(jié)構(gòu)。

8、可選地，兩個(gè)所述分支饋電結(jié)構(gòu)的內(nèi)饋電部的電阻為50ω，所述主饋電結(jié)構(gòu)的內(nèi)饋電部包括相互連接的第一內(nèi)饋電段和第二內(nèi)饋電段，所述第二內(nèi)饋電段遠(yuǎn)離所述第一內(nèi)饋電段一端位于所述參考點(diǎn)處，所述第一內(nèi)饋電段的橫截面積小于所述第二內(nèi)饋電段的橫截面積，所述第一內(nèi)饋電段的電阻為50ω，所述第二內(nèi)饋電段的電阻為35ω。

9、可選地，所述傳輸外殼的內(nèi)部具有介質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)，所述傳輸內(nèi)芯位于所述介質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)上。

10、可選地，所述天線陣列單元的數(shù)量為四個(gè)，相鄰兩個(gè)所述天線陣列單元之間的相位差為90度。

11、可選地，所述微同軸傳輸線具有一個(gè)第二饋電輸入端和四個(gè)第二輸出端，所述第二饋電輸入端與各個(gè)所述第二輸出端之間的傳輸距離為第二傳輸距離，相鄰兩個(gè)所述第二輸出端之間的第二傳輸距離之差為工作頻率對(duì)應(yīng)的1/4波長(zhǎng)。

12、可選地，所述傳輸外殼在所述第二饋電輸入端開設(shè)有饋電孔，所述傳輸內(nèi)芯在所述第二饋電輸入端具有朝向所述饋電孔延伸的階梯結(jié)構(gòu)。

13、可選地，所述圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)的工作頻率為57?ghz至66?ghz。

14、本發(fā)明還提供一種圓極化貼片天線陣列系統(tǒng)，包括多個(gè)上述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)。

15、本發(fā)明提供的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)包括多個(gè)天線陣列單元和連接各個(gè)天線陣列單元的微同軸傳輸線，多個(gè)天線陣列單元沿排列方向依次旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度設(shè)置實(shí)現(xiàn)了順序旋轉(zhuǎn)饋電結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高了天線陣列結(jié)構(gòu)的帶寬，天線陣列單元和微同軸傳輸線均為微同軸結(jié)構(gòu)，微同軸結(jié)構(gòu)傳輸?shù)某叽巛^小，在多個(gè)天線陣列單元形成順序旋轉(zhuǎn)饋電結(jié)構(gòu)之后，也可以使陣列結(jié)構(gòu)保持在較小的體積，具有低剖面、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，而且還實(shí)現(xiàn)了較低的傳輸損耗，進(jìn)而提高天線增益。天線陣列單元包括微同軸饋電結(jié)構(gòu)、金屬支撐柱和金屬盤，微同軸饋電結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)饋電探針輸出的相位差為90度，實(shí)現(xiàn)了天線陣列單元的圓極化，通過(guò)將兩個(gè)饋電探針延伸至靠近金屬支撐柱，且位于金屬地板和金屬盤之間，可以降低傳輸損耗，提高天線增益。

技術(shù)特征：

1.一種圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括多個(gè)周向均勻間隔分布的天線陣列單元、連接各個(gè)所述天線陣列單元的微同軸傳輸線以及金屬地板，所述天線陣列單元和所述微同軸傳輸線均設(shè)置于所述金屬地板，各個(gè)所述天線陣列單元沿排列方向依次旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度設(shè)置，所述預(yù)定角度與所述天線陣列單元的數(shù)量之積為360度，

2.如權(quán)利要求1所述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述微同軸饋電結(jié)構(gòu)具有一個(gè)第一饋電輸入端和兩個(gè)第一輸出端，所述第一饋電輸入端和各個(gè)所述第一輸出端之間的傳輸距離為第一傳輸距離，兩個(gè)所述第一傳輸距離之差為工作頻率對(duì)應(yīng)的1/4波長(zhǎng)。

3.如權(quán)利要求2所述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述微同軸饋電結(jié)構(gòu)包括主饋電結(jié)構(gòu)、第一饋電段、第二饋電段和第三饋電段，所述第一饋電段、所述第二饋電段和所述第三饋電段依次垂直連接，所述主饋電結(jié)構(gòu)的一端為所述第一饋電輸入端，另一端與所述第二饋電段連接，所述第一饋電段遠(yuǎn)離所述第二饋電段的一端、所述第三饋電段遠(yuǎn)離所述第二饋電段的一端均為所述第一輸出端；所述主饋電結(jié)構(gòu)和所述第二饋電段的連接處設(shè)為參考點(diǎn)，所述參考點(diǎn)至其中一個(gè)所述第一輸出端為其中一個(gè)分支饋電結(jié)構(gòu)，所述參考點(diǎn)至另一個(gè)所述第一輸出端為另一個(gè)分支饋電結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求3所述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：兩個(gè)所述分支饋電結(jié)構(gòu)的內(nèi)饋電部的電阻為50ω，所述主饋電結(jié)構(gòu)的內(nèi)饋電部包括相互連接的第一內(nèi)饋電段和第二內(nèi)饋電段，所述第二內(nèi)饋電段遠(yuǎn)離所述第一內(nèi)饋電段一端位于所述參考點(diǎn)處，所述第一內(nèi)饋電段的橫截面積小于所述第二內(nèi)饋電段的橫截面積，所述第一內(nèi)饋電段的電阻為50ω，所述第二內(nèi)饋電段的電阻為35ω。

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述傳輸外殼的內(nèi)部具有介質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)，所述傳輸內(nèi)芯位于所述介質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)上。

6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述天線陣列單元的數(shù)量為四個(gè)，相鄰兩個(gè)所述天線陣列單元之間的相位差為90度。

7.如權(quán)利要求6所述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述微同軸傳輸線具有一個(gè)第二饋電輸入端和四個(gè)第二輸出端，所述第二饋電輸入端與各個(gè)所述第二輸出端之間的傳輸距離為第二傳輸距離，相鄰兩個(gè)所述第二輸出端之間的第二傳輸距離之差為工作頻率對(duì)應(yīng)的1/4波長(zhǎng)。

8.如權(quán)利要求7所述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述傳輸外殼在所述第二饋電輸入端開設(shè)有饋電孔，所述傳輸內(nèi)芯在所述第二饋電輸入端具有朝向所述饋電孔延伸的階梯結(jié)構(gòu)。

9.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)的工作頻率為57?ghz至66?ghz。

10.一種圓極化貼片天線陣列系統(tǒng)，其特征在于：包括多個(gè)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種圓極化貼片天線陣列結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)，包括多個(gè)周向均勻間隔分布的天線陣列單元、微同軸傳輸線和金屬地板，天線陣列單元包括微同軸饋電結(jié)構(gòu)、金屬支撐柱和金屬盤，金屬支撐柱的一端與金屬地板連接，金屬支撐柱的另一端與金屬盤連接，微同軸饋電結(jié)構(gòu)包括外饋電部和設(shè)置于外饋電部的內(nèi)饋電部，內(nèi)饋電部具有伸出外饋電部的兩個(gè)饋電探針，兩個(gè)饋電探針均延伸至金屬盤和金屬地板之間且饋電探針的一端靠近金屬柱設(shè)置，兩個(gè)饋電探針相互垂直設(shè)置，且兩個(gè)饋電探針輸出的相位差為90度。天線陣列單元和微同軸傳輸線均為微同軸結(jié)構(gòu)，尺寸較小，具有低剖面、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，而且還實(shí)現(xiàn)了較低的傳輸損耗，進(jìn)而提高天線增益。

技術(shù)研發(fā)人員：丁同禹,王懷彬,吳京,肖軍,韓崇志
受保護(hù)的技術(shù)使用者：集美大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15