具有低交叉極化特性的線極化背腔天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種具有低交叉極化特性的線極化背腔天線的。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對天線的性能的要求也越來越高，促使人們開始對能夠?qū)崿F(xiàn)低交叉極化特性的天線進(jìn)行研宄。改善天線的交叉極化特性，不僅有助于改進(jìn)其輻射特性，還有利于實(shí)現(xiàn)極化分集功能，對于提高通信質(zhì)量有著重要的實(shí)際價值。
[0003]目前國內(nèi)外研宄者對于線極化背腔天線做了一些研宄。但是已有文獻(xiàn)所提出的這些線極化背腔天線的交叉極化特性都不佳，在天線的主要輻射方向上(-90° —+90° )很難小于負(fù)-30dB。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，亟需改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有低交叉極化特性的線極化背腔天線。
[0006]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)手段是:提供一種具有低交叉極化特性的線極化背腔天線，包括層疊設(shè)置的上介質(zhì)基板和下介質(zhì)基板，所述上介質(zhì)基板的上表面設(shè)置有第一金屬層，所述上介質(zhì)基板和所述下介質(zhì)基板之間設(shè)置有第二金屬層，所述下介質(zhì)基板的下表面設(shè)置有第三金屬層；所述上介質(zhì)基板上開設(shè)有多個金屬化通孔，所述第一金屬層、所述第二金屬層以及該多個金屬化通孔圍成一正方形的矩形諧振腔，所述第三金屬層形成饋電微帶線，所述第二金屬層上所述矩形諧振腔的部分開設(shè)有一與所述饋電微帶線耦合的耦合縫隙；所述第一金屬層上對應(yīng)所述矩形諧振腔的部分開設(shè)有四條長度相等且間隔分布的輻射縫隙，該四條輻射縫隙分別分布于一預(yù)定正方形的四條邊上，該四條輻射縫隙中任意相鄰兩條輻射縫隙關(guān)于所述矩形諧振腔在所述第一金屬層上的投影的一對角線對稱。
[0007]在本發(fā)明提供的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線中，所述耦合縫隙呈矩形條狀，所述耦合縫隙與所述矩形諧振腔在所述第二金屬層上的投影的一條對角線正交。
[0008]在本發(fā)明提供的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線中，所述饋電微帶線呈矩形條狀，所述饋電微帶線在所述第二金屬層上的投影沿著該所述耦合縫隙的中垂線分布。
[0009]在本發(fā)明提供的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線中，所述上介質(zhì)基板以及所述下介質(zhì)基板采用型號為Rogers 5880的材料制成。
[0010]在本發(fā)明提供的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線中，所述下介質(zhì)基板的厚度為0.254mm，所述上介質(zhì)基板的厚度為0.508mm。
[0011]實(shí)施本發(fā)明提供的的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線中，具有以下有益效果:由于本發(fā)明中所采用的四條輻射縫隙關(guān)于矩形諧振腔在第一金屬層上的投影的兩條對角線均勻?qū)ΨQ分布，從而使得該具有低交叉極化特性的線極化背腔天線的遠(yuǎn)場方向圖可以在E面與H面上均得到較低的交叉極化水平，十分有利于現(xiàn)代通信的需求。
【附圖說明】
[0012]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0013]圖1是本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明圖1所示實(shí)施例中的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線的回波損耗仿真圖。
[0016]圖4是本發(fā)明圖1所示實(shí)施例中的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線的方向圖仿真圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0018]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0019]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。。
[0020]參照圖1以及圖2所示，在本實(shí)施例中，該具有低交叉極化特性的線極化背腔天線包括層疊設(shè)置的下介質(zhì)基板I和上介質(zhì)基板2，所述上介質(zhì)基板2的上表面設(shè)置有第一金屬層3，所述上介質(zhì)基板2和所述下介質(zhì)基板I之間設(shè)置有第二金屬層4，所述下介質(zhì)基板I的下表面設(shè)置有第三金屬層5。所述上介質(zhì)基板2上開設(shè)有多個金屬化通孔6。其中，上介質(zhì)基板I以及下介質(zhì)基板2均采用Rogers 5880材料制成。下介質(zhì)基板2的厚度為0.254mm，上介質(zhì)基板I的厚度為0.508mm。金屬化通孔6的直徑為0.25mm。
[0021]具體地，該多個金屬化通孔6沿著一正方形排布，使得所述第一金屬層3、所述第二金屬層4以及該多個金屬化通孔6圍成一正方形的矩形諧振腔7。該正方形的邊長為5.35mm。所述第三金屬層5上形成用于饋電的饋電微帶線8，所述第二金屬層4上對應(yīng)所述矩形諧振腔7的部分開設(shè)有一與所述饋電微帶線8耦合的耦合縫隙9 ;所述第一金屬層3上對應(yīng)所述矩形諧振腔7的部分開設(shè)有四條長度相等且間隔分布的輻射縫隙10，該四條輻射縫隙10分別分布于一預(yù)定正方形的四條邊上，該四條輻射縫隙10中任意相鄰兩條輻射縫隙10均關(guān)于所述矩形諧振腔7在該第一金屬層3上的投影的一條對角線對稱，顯然該投影呈正方形狀，并且該四條輻射縫隙10分別與該矩形諧振腔7投影的一條邊對應(yīng)并平行。優(yōu)選地，該四條輻射縫隙10均呈矩形條狀，長度均為3.5mm，寬度均為0.25mm。
[0022]得益于該發(fā)明中所采用的該四條輻射縫隙10關(guān)于矩形諧振腔7在第一金屬層3上的投影的兩條對角線均勻?qū)ΨQ分布，從而使得該具有低交叉極化特性的線極化背腔天線的遠(yuǎn)場方向圖可以在E面與H面上均得到較低的交叉極化水平，十分有利于現(xiàn)代通信的需求。
[0023]進(jìn)一步地，所述耦合縫隙9呈矩形條狀，所述耦合縫隙9與所述矩形諧振腔7在所述第二金屬層4上的投影的一條對角線正交。該耦合縫隙9的長度為1.35mm，寬度為0.25mm。該饋電微帶線8也呈矩形條狀，其寬度為0.8mm，長度為9mm。饋電微帶線8在所述第二金屬層4上的投影沿著該耦合縫隙9的中垂線分布。
[0024]可以理解地，本實(shí)施例中所涉及的各個尺寸參數(shù)只是一種優(yōu)選實(shí)施方式下的情況，其不應(yīng)該作為限制本發(fā)明保護(hù)范圍的條件，其各個尺寸參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行對應(yīng)的變換。
[0025]圖3為天線回波損耗性能的仿真結(jié)果，表明該具有低交叉極化特性的線極化背腔天線可以在中心頻率為31.75GHz的工作頻帶內(nèi)有效的輻射能量。圖4為天線的方向圖仿真結(jié)果，該圖表明，在具有低交叉極化特性的線極化背腔天線的主要輻射方向上(-90° —+90° )該天線在E面及H面都能得到基本小于_40dB的交叉極化性能。
[0026]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有低交叉極化特性的線極化背腔天線，其特征在于，包括層疊設(shè)置的上介質(zhì)基板和下介質(zhì)基板，所述上介質(zhì)基板的上表面設(shè)置有第一金屬層，所述上介質(zhì)基板和所述下介質(zhì)基板之間設(shè)置有第二金屬層，所述下介質(zhì)基板的下表面設(shè)置有第三金屬層；所述上介質(zhì)基板上開設(shè)有多個金屬化通孔，所述第一金屬層、所述第二金屬層以及該多個金屬化通孔圍成一正方形的矩形諧振腔，所述第三金屬層形成饋電微帶線，所述第二金屬層上所述矩形諧振腔的部分開設(shè)有一與所述饋電微帶線耦合的耦合縫隙；所述第一金屬層上對應(yīng)所述矩形諧振腔的部分開設(shè)有四條長度相等且間隔分布的輻射縫隙，該四條輻射縫隙分別分布于一預(yù)定正方形的四條邊上，該四條輻射縫隙中任意相鄰兩條輻射縫隙關(guān)于所述矩形諧振腔在所述第一金屬層上的投影的一對角線對稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線，其特征在于，所述耦合縫隙呈矩形條狀，所述耦合縫隙與所述矩形諧振腔在所述第二金屬層上的投影的一條對角線正交。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線，其特征在于，所述饋電微帶線呈矩形條狀，所述饋電微帶線在所述第二金屬層上的投影沿著該所述耦合縫隙的中垂線分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線，其特征在于，所述上介質(zhì)基板以及所述下介質(zhì)基板采用型號為Rogers 5880的材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有低交叉極化特性的線極化背腔天線，其特征在于，所述下介質(zhì)基板的厚度為0.254mm，所述上介質(zhì)基板的厚度為0.508mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有低交叉極化特性的線極化背腔天線，包括層疊設(shè)置的上介質(zhì)基板和下介質(zhì)基板，上介質(zhì)基板的上表面設(shè)置有第一金屬層，上介質(zhì)基板和下介質(zhì)基板之間設(shè)置有第二金屬層，下介質(zhì)基板的下表面設(shè)置有第三金屬層；上介質(zhì)基板上開設(shè)有多個金屬化通孔，第一金屬層、第二金屬層以及該多個金屬化通孔圍成一正方形的矩形諧振腔，第三金屬層形成饋電微帶線，第二金屬層上矩形諧振腔的部分開設(shè)有一與饋電微帶線耦合的耦合縫隙；第一金屬層上對應(yīng)矩形諧振腔的部分開設(shè)有四條長度相等且間隔分布的輻射縫隙，該四條輻射縫隙中任意相鄰兩條輻射縫隙關(guān)于矩形諧振腔在第一金屬層上的投影的一對角線對稱。本發(fā)明具有較低的交叉極化水平的有益效果。
【IPC分類】H01Q1-38, H01Q13-10, H01Q13-08
【公開號】CN104659481
【申請?zhí)枴緾N201510083218
【發(fā)明人】褚慧, 陳建新, 唐慧, 周立衡, 秦偉, 陸清源, 包志華
【申請人】南通大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月15日