一种单层低剖面宽带双极化贴片天线制造技术

本发明专利技术公开了一种单层低剖面宽带双极化贴片天线，包括：第一介质基板；主辐射单元，主辐射单元设置在第一介质基板的第一表面；Y形带条组，Y形带条组设置在第一介质基板的第一表面，且均匀环绕主辐射单元；第二介质基板，第二介质基板平行于第一介质基板设置；接地单元，接地单元设置在第二介质基板的第一表面与第一介质基板的第二表面之间；馈电结构，馈电结构设置在第二介质基板的第二表面；导电结构，导电结构用于连接主辐射单元和馈电结构。本发明专利技术的单层低剖面宽带双极化贴片天线能够在低剖面的条件下极大得提升了天线带宽，具有宽带、低剖面及结构简单的优点。低剖面及结构简单的优点。低剖面及结构简单的优点。

A single-layer low profile broadband dual polarization patch antenna

【技术实现步骤摘要】
一种单层低剖面宽带双极化贴片天线


[0001]本专利技术涉及贴片天线
，特别涉及一种单层低剖面宽带双极化贴片天线。

技术介绍

[0002]随着无线通信速率的提升，毫米波天线及通信系统在自动驾驶、工厂自动化、城市智慧化以及第五代移动通信等领域都有广泛的应用前景。低剖面和宽带是高品质毫米波天线的两个重要要求，前者主要为了降低加工要求、降低成本、便于实现封装天线，后者主要为了覆盖相应毫米波应用带宽，而通常低剖面与宽带是两个相互矛盾的要求，因此同时实现低剖面和宽带特点是毫米波天线的挑战之一。与此同时，单层金属辐射体以及双极化工作是高品质毫米波天线的另外两个重要要求，前者有利于降低结构复杂度、降低加工成本、提高成品率，后者有利于提高毫米波天线的极化适应性及应用的广泛性。因此，单层低剖面宽带双极化毫米波天线及其毫米波通信系统具有重要的研究意义及工程价值，但是同时实现上述四个特点也是毫米波天线面临的重要挑战。
[0003]贴片天线结构简单、剖面低，易于利用两个正交模式构成毫米波双极化天线设计，然而目前已报道的大多数贴片天线的工作带宽与天线剖面高度之间存在相互矛盾，无法同时实现宽带低剖面的毫米波天线设计。通过在贴片上加载U型槽或者使用E型贴片等宽带贴片天线技术能在一定程度上改善贴片天线剖面高度与带宽的矛盾，但是此类技术破坏了贴片天线的对称性，无法实现双极化设计。此外，已有一些宽带双极化贴片天线被报道，例如采用改进型探针馈电的宽带双极化贴片天线，但是此类技术需要采用多层电路结构，同时需要多个盲孔和埋孔，增加了设计的复杂性和制造成本；采用叠层贴片实现的双极化贴片天线也能实现宽带的工作效果，但是天线剖面高并且需要采用多层结构，不利于低成本的实现；采用槽耦合馈电的双极化贴片天线通过引入槽模达到增加带宽的效果，然而需要使用复杂的多层馈电结构，并且存在背向辐射不利于毫米波通信系统集成。因此，现有技术中的双极化贴片天线目前难以同时满足单层、低剖面、宽带及双极化的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种单层低剖面宽带双极化贴片天线，以解决现有技术中的贴片天线难以同时兼顾单层、低剖面、宽带及双极化的要求的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种单层低剖面宽带双极化贴片天线，包括：第一介质基板；主辐射单元，所述主辐射单元设置在所述第一介质基板的第一表面；Y形带条组，所述Y形带条组设置在所述第一介质基板的第一表面，且均匀环绕所述主辐射单元；第二介质基板，所述第二介质基板平行于所述第一介质基板设置；接地单元，所述接地单元设置在所述第二介质基板的第一表面与所述第一介质基
板的第二表面之间；馈电结构，所述馈电结构设置在所述第二介质基板的第二表面；导电结构，所述导电结构用于连接所述主辐射单元和所述馈电结构。
[0006]进一步的：所述Y形带条组包括4n个Y形带条，其中，n为不小于1的整数；所述Y形带条包括互相垂直的两条侧边和一条主边，所述主边沿着所述主辐射单元的对角线延长线设置且远离所述主辐射单元，两条所述侧边靠近所述主辐射单元。
[0007]进一步的：所述侧边的长度为0.05λ，所述主边的长度为0.025λ，其中λ为导波波长。
[0008]进一步的：两条所述侧边与所述主辐射单元的距离为0.028λ
‑
0.033λ，其中λ为导波波长。
[0009]进一步的：所述馈电结构包括等长的第一馈电线和第二馈电线，所述导电结构包括第一导电结构和第二导电结构，所述第一馈电线一端通过所述第一导电结构与所述主辐射单元连接，所述第一馈电线另一端延伸至所述第二介质基板的第二表面边缘且所述第一馈电线与该边缘垂直；所述第二馈电线与所述第一馈电线垂直且不相交设置，所述第二馈电线一端通过所述第二导电结构与所述主辐射单元连接，所述第二馈电线另一端延伸至所述第二介质基板的第二表面边缘。
[0010]进一步的：所述主辐射单元包括正方形金属贴片，所述主辐射单元的中心与所述第一介质基板的中心同轴重叠。
[0011]进一步的：所述第一介质基板和所述第二介质基板形状相同且中心同轴重叠。
[0012]进一步的：所述接地单元包括金属大地，所述接地单元的形状与所述第一介质基板形状相同且中心同轴重叠；所述金属大地上设置有两个大地通孔，所述第一导电结构和所述第二导电结构分别穿过一个所述大地通孔且两端连接所述主辐射单元和所述馈电结构。
[0013]进一步的：所述第一导电结构和所述第二导电结构均为金属通孔。
[0014]采用上述技术方案，由于设置有Y形带条组，主辐射单元与Y形带条组构成双极化单层金属辐射体，在每个极化上能够获得三模工作支持辐射，最终在低剖面的条件下极大得提升了天线带宽。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例的贴片天线的俯视图；图2为本专利技术实施例中图1中单点划线a
‑
a'的剖视图；图3为本专利技术实施例的贴片天线中第一Y形带条的结构示意图；图4为本专利技术实施例的贴片天线中接地单元的俯视图；图5为本专利技术实施例的贴片天线中第二介质基板的仰视图；图6为本专利技术实施例的贴片天线的仿真匹配增益曲线图；图7为本专利技术实施例的贴片天线的在激励端口1时28GHz处的仿真E面辐射方向图；图8为本专利技术实施例的贴片天线的在激励端口1时28GHz处的仿真H面辐射方向图；图9为本专利技术实施例的贴片天线的在激励端口2时28GHz处的仿真E面辐射方向图；
图10为本专利技术实施例的贴片天线的在激励端口2时28GHz处的仿真E面辐射方向图。
[0016]图中，1
‑
第一介质基板，2
‑
主辐射单元，31
‑
第一Y形带条，311
‑
侧边，312
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主边，32
‑
第二Y形带条，33
‑
第三Y形带条，34
‑
第四Y形带条，4
‑
接地单元，5
‑
第二介质基板，61
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第一馈电线，62
‑
第二馈电线，71
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第一导电结构，72
‑
第二导电结构，8
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大地通孔。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0018]应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本专利技术。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。
[0019]说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单层低剖面宽带双极化贴片天线，其特征在于：包括：第一介质基板；主辐射单元，所述主辐射单元设置在所述第一介质基板的第一表面；Y形带条组，所述Y形带条组设置在所述第一介质基板的第一表面，且均匀环绕所述主辐射单元；第二介质基板，所述第二介质基板平行于所述第一介质基板设置；接地单元，所述接地单元设置在所述第二介质基板的第一表面与所述第一介质基板的第二表面之间；馈电结构，所述馈电结构设置在所述第二介质基板的第二表面；导电结构，所述导电结构用于连接所述主辐射单元和所述馈电结构。2.根据权利要求1的单层低剖面宽带双极化贴片天线，其特征在于：所述Y形带条组包括4n个Y形带条，其中，n为不小于1的整数；所述Y形带条包括互相垂直的两条侧边和一条主边，所述主边沿着所述主辐射单元的对角线延长线设置且远离所述主辐射单元，两条所述侧边靠近所述主辐射单元。3.根据权利要求2的单层低剖面宽带双极化贴片天线，其特征在于：所述侧边的长度为0.05λ，所述主边的长度为0.025λ，其中λ为导波波长。4.根据权利要求3的单层低剖面宽带双极化贴片天线，其特征在于：所述侧边与所述主辐射单元的距离为0.028λ
‑
0.033λ，其中λ为导波波长。5.根据权利要求4的单层低剖面宽带双极化贴片天线，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：方家兴，施金，杨实，
申请(专利权)人：南通至晟微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：