本技術屬于衛星通信地面終端天線,涉及一種圓形天線陣列及其滿陣天線。
背景技術:
1、衛星通信常用的地面終端天線有拋物面天線、天線陣列以及相控陣天線。傳統的拋物面天線和天線陣列都是用機械伺服系統來跟蹤衛星,慣性大、速度慢、剖面高。相控陣形式的終端天線是通過控制天線中輻射單元的饋電相位來改變方向圖指向的天線,響應快、剖面低,相控陣天線是衛星行業終端發展的趨勢。對于二維相控陣天線,為了實現寬帶寬角掃描,不僅需要降低天線掃描范圍內的有源駐波比,同時還需要縮小天線單元之間的尺寸。當天線單元間距越小,天線單元之間的互耦加劇,這會惡化天線的有源駐波。若天線單元間距過大,天線在掃描到大角度的時候,可視區間內會出現較大的柵瓣,衛星通信行業對終端天線的方向圖有入網標準,出現柵瓣容易干擾到別的衛星。因此,為了滿足寬角掃描,天線單元間距一定要縮小,間距縮小后,單元間互耦增強,就需要降低天線掃描范圍內的有源駐波比。
技術實現思路
1、本實用新型的技術方案用于解決如何提高天線陣列的寬帶、減小陣列天線單元間互耦的問題。
2、本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的:
3、一種圓形天線陣列,包括:頂層結構(10)、中間層結構(20)、底層結構(30),所述的頂層結構(10)、中間層結構(20)、底層結構(30)按照從上到下的順序對齊壓合;所述的頂層結構(10)的第一基層(101)上表面敷設有6個正六邊形微帶線圈(102),6個正六邊形微帶線圈(102)以第一基層(101)的中心為中心、360°旋轉銜接為一個具有7個正六邊形天線陣列單元的封閉陣列,6個正六邊形微帶線圈(102)兩兩之間共用一條邊;7個寄生貼片(103)分別敷設在6個正六邊形微帶線圈(102)的中心以及封閉陣列的中心;所述的底層結構(30)的第三基層(301)上表面敷設有與第一基層(101)上表面相同的、由6個正六邊形微帶線圈(102)構成的封閉陣列,第三基層(301)上表面的封閉陣列與第一基層(101)上表面的封閉陣列在俯視圖上的投影重合,7個輻射貼片(302)分別敷設在第三基層(301)上的6個正六邊形微帶線圈(102)的中心以及封閉陣列的中心,每個所述的輻射貼片(302)上均設置有兩個饋電孔(303),第三基層(301)下表面敷銅作為金屬地。
4、進一步地,所述的中間層結構(20)的厚度可調。
5、進一步地,所述的圓形天線陣列設置有多個金屬化過孔,所述的金屬化過孔設置在頂層結構(10)的第一基層(101)上表面的每個正六邊形微帶線圈(102)的邊上,貫穿整個天線陣列,延伸到底層結構(30)的第三基層(301)下表面的金屬地。
6、進一步地,相鄰的正六邊形微帶線圈(102)中心之間的間距為0.75λ,λ為最高工作頻率的工作波長。
7、進一步地,所述的頂層結構(10)、中間層結構(20)、底層結構(30)的材質采用介電常數為3.5的高頻基材以及半固化片。
8、一種滿陣天線,采用多個上述圓形天線陣列進行組陣。
9、本實用新型的優點在于:
10、本實用新型采用輻射貼片、寄生貼片的雙貼片形式,從第三基層的饋電孔對天線陣列進行饋電,第三基層上的輻射貼片產生輻射,第一基層上的寄生貼片引入新的諧振點,從而拓展天線的工作帶寬,通過調節第二基層的厚度進行天線陣列工作頻段內的阻抗匹配;天線陣列單元的饋電孔采用三角柵格排布,在同等掃描角度不出現柵瓣的前提下可以增大天線的單元間距設計;金屬壁結構可以增加天線單元之間的隔離度,抑制表面波傳播,抑制高頻的諧振奇點,改善單元間互耦強度,小間距情況下實現寬帶寬角掃描,提升天線陣列掃描的有源駐波性能。天線陣列單元外形設計為六邊形,可以實現陣列的圓形、可模塊化拓展的布陣設計。
1.一種圓形天線陣列,其特征在于,包括:頂層結構(10)、中間層結構(20)、底層結構(30),所述的頂層結構(10)、中間層結構(20)、底層結構(30)按照從上到下的順序對齊壓合;所述的頂層結構(10)的第一基層(101)上表面敷設有6個正六邊形微帶線圈(102),6個正六邊形微帶線圈(102)以第一基層(101)的中心為中心、360°旋轉銜接為一個具有7個正六邊形天線陣列單元的封閉陣列,6個正六邊形微帶線圈(102)兩兩之間共用一條邊;7個寄生貼片(103)分別敷設在6個正六邊形微帶線圈(102)的中心以及封閉陣列的中心;所述的底層結構(30)的第三基層(301)上表面敷設有與第一基層(101)上表面相同的、由6個正六邊形微帶線圈(102)構成的封閉陣列,第三基層(301)上表面的封閉陣列與第一基層(101)上表面的封閉陣列在俯視圖上的投影重合,7個輻射貼片(302)分別敷設在第三基層(301)上的6個正六邊形微帶線圈(102)的中心以及封閉陣列的中心,每個所述的輻射貼片(302)上均設置有兩個饋電孔(303),第三基層(301)下表面敷銅作為金屬地。
2.根據權利要求1所述的圓形天線陣列,其特征在于,所述的中間層結構(20)的厚度可調。
3.根據權利要求1所述的圓形天線陣列,其特征在于,所述的圓形天線陣列設置有多個金屬化過孔,所述的金屬化過孔設置在頂層結構(10)的第一基層(101)上表面的每個正六邊形微帶線圈(102)的邊上,貫穿整個天線陣列,延伸到底層結構(30)的第三基層(301)下表面的金屬地。
4.根據權利要求1所述的圓形天線陣列,其特征在于,相鄰的正六邊形微帶線圈(102)中心之間的間距為0.75λ,λ為最高工作頻率的工作波長。
5.根據權利要求1所述的圓形天線陣列,其特征在于,所述的頂層結構(10)、中間層結構(20)、底層結構(30)的材質采用介電常數為3.5的高頻基材以及半固化片。
6.一種滿陣天線,其特征在于,采用多個如權利要求1至5任一項所述的圓形天線陣列進行組陣。