具有低交叉极化特性的线极化背腔天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波技术领域，更具体地说，涉及一种具有低交叉极化特性的线极化背腔天线的。
【背景技术】
[0002]随着通信系统的不断发展，对天线的性能的要求也越来越高，促使人们开始对能够实现低交叉极化特性的天线进行研宄。改善天线的交叉极化特性，不仅有助于改进其辐射特性，还有利于实现极化分集功能，对于提高通信质量有着重要的实际价值。
[0003]目前国内外研宄者对于线极化背腔天线做了一些研宄。但是已有文献所提出的这些线极化背腔天线的交叉极化特性都不佳，在天线的主要辐射方向上(-90° —+90° )很难小于负-30dB。
[0004]因此，现有技术存在缺陷，亟需改进。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种具有低交叉极化特性的线极化背腔天线。
[0006]本发明解决技术问题采用的技术手段是:提供一种具有低交叉极化特性的线极化背腔天线，包括层叠设置的上介质基板和下介质基板，所述上介质基板的上表面设置有第一金属层，所述上介质基板和所述下介质基板之间设置有第二金属层，所述下介质基板的下表面设置有第三金属层；所述上介质基板上开设有多个金属化通孔，所述第一金属层、所述第二金属层以及该多个金属化通孔围成一正方形的矩形谐振腔，所述第三金属层形成馈电微带线，所述第二金属层上所述矩形谐振腔的部分开设有一与所述馈电微带线耦合的耦合缝隙；所述第一金属层上对应所述矩形谐振腔的部分开设有四条长度相等且间隔分布的辐射缝隙，该四条辐射缝隙分别分布于一预定正方形的四条边上，该四条辐射缝隙中任意相邻两条辐射缝隙关于所述矩形谐振腔在所述第一金属层上的投影的一对角线对称。
[0007]在本发明提供的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线中，所述耦合缝隙呈矩形条状，所述耦合缝隙与所述矩形谐振腔在所述第二金属层上的投影的一条对角线正交。
[0008]在本发明提供的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线中，所述馈电微带线呈矩形条状，所述馈电微带线在所述第二金属层上的投影沿着该所述耦合缝隙的中垂线分布。
[0009]在本发明提供的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线中，所述上介质基板以及所述下介质基板采用型号为Rogers 5880的材料制成。
[0010]在本发明提供的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线中，所述下介质基板的厚度为0.254mm，所述上介质基板的厚度为0.508mm。
[0011]实施本发明提供的的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线中，具有以下有益效果:由于本发明中所采用的四条辐射缝隙关于矩形谐振腔在第一金属层上的投影的两条对角线均匀对称分布，从而使得该具有低交叉极化特性的线极化背腔天线的远场方向图可以在E面与H面上均得到较低的交叉极化水平，十分有利于现代通信的需求。
【附图说明】
[0012]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0013]图1是本发明一优选实施例中的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线的立体结构示意图。
[0014]图2是本发明一优选实施例中的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线的平面结构示意图。
[0015]图3是本发明图1所示实施例中的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线的回波损耗仿真图。
[0016]图4是本发明图1所示实施例中的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线的方向图仿真图。
【具体实施方式】
[0017]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0018]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0019]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。。
[0020]参照图1以及图2所示，在本实施例中，该具有低交叉极化特性的线极化背腔天线包括层叠设置的下介质基板I和上介质基板2，所述上介质基板2的上表面设置有第一金属层3，所述上介质基板2和所述下介质基板I之间设置有第二金属层4，所述下介质基板I的下表面设置有第三金属层5。所述上介质基板2上开设有多个金属化通孔6。其中，上介质基板I以及下介质基板2均采用Rogers 5880材料制成。下介质基板2的厚度为0.254mm，上介质基板I的厚度为0.508mm。金属化通孔6的直径为0.25mm。
[0021]具体地，该多个金属化通孔6沿着一正方形排布，使得所述第一金属层3、所述第二金属层4以及该多个金属化通孔6围成一正方形的矩形谐振腔7。该正方形的边长为5.35mm。所述第三金属层5上形成用于馈电的馈电微带线8，所述第二金属层4上对应所述矩形谐振腔7的部分开设有一与所述馈电微带线8耦合的耦合缝隙9 ;所述第一金属层3上对应所述矩形谐振腔7的部分开设有四条长度相等且间隔分布的辐射缝隙10，该四条辐射缝隙10分别分布于一预定正方形的四条边上，该四条辐射缝隙10中任意相邻两条辐射缝隙10均关于所述矩形谐振腔7在该第一金属层3上的投影的一条对角线对称，显然该投影呈正方形状，并且该四条辐射缝隙10分别与该矩形谐振腔7投影的一条边对应并平行。优选地，该四条辐射缝隙10均呈矩形条状，长度均为3.5mm，宽度均为0.25mm。
[0022]得益于该发明中所采用的该四条辐射缝隙10关于矩形谐振腔7在第一金属层3上的投影的两条对角线均匀对称分布，从而使得该具有低交叉极化特性的线极化背腔天线的远场方向图可以在E面与H面上均得到较低的交叉极化水平，十分有利于现代通信的需求。
[0023]进一步地，所述耦合缝隙9呈矩形条状，所述耦合缝隙9与所述矩形谐振腔7在所述第二金属层4上的投影的一条对角线正交。该耦合缝隙9的长度为1.35mm，宽度为0.25mm。该馈电微带线8也呈矩形条状，其宽度为0.8mm，长度为9mm。馈电微带线8在所述第二金属层4上的投影沿着该耦合缝隙9的中垂线分布。
[0024]可以理解地，本实施例中所涉及的各个尺寸参数只是一种优选实施方式下的情况，其不应该作为限制本发明保护范围的条件，其各个尺寸参数可以根据实际需要进行对应的变换。
[0025]图3为天线回波损耗性能的仿真结果，表明该具有低交叉极化特性的线极化背腔天线可以在中心频率为31.75GHz的工作频带内有效的辐射能量。图4为天线的方向图仿真结果，该图表明，在具有低交叉极化特性的线极化背腔天线的主要辐射方向上(-90° —+90° )该天线在E面及H面都能得到基本小于_40dB的交叉极化性能。
[0026]上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种具有低交叉极化特性的线极化背腔天线，其特征在于，包括层叠设置的上介质基板和下介质基板，所述上介质基板的上表面设置有第一金属层，所述上介质基板和所述下介质基板之间设置有第二金属层，所述下介质基板的下表面设置有第三金属层；所述上介质基板上开设有多个金属化通孔，所述第一金属层、所述第二金属层以及该多个金属化通孔围成一正方形的矩形谐振腔，所述第三金属层形成馈电微带线，所述第二金属层上所述矩形谐振腔的部分开设有一与所述馈电微带线耦合的耦合缝隙；所述第一金属层上对应所述矩形谐振腔的部分开设有四条长度相等且间隔分布的辐射缝隙，该四条辐射缝隙分别分布于一预定正方形的四条边上，该四条辐射缝隙中任意相邻两条辐射缝隙关于所述矩形谐振腔在所述第一金属层上的投影的一对角线对称。
2.根据权利要求1所述的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线，其特征在于，所述耦合缝隙呈矩形条状，所述耦合缝隙与所述矩形谐振腔在所述第二金属层上的投影的一条对角线正交。
3.根据权利要求2所述的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线，其特征在于，所述馈电微带线呈矩形条状，所述馈电微带线在所述第二金属层上的投影沿着该所述耦合缝隙的中垂线分布。
4.根据权利要求1所述的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线，其特征在于，所述上介质基板以及所述下介质基板采用型号为Rogers 5880的材料制成。
5.根据权利要求4所述的具有低交叉极化特性的线极化背腔天线，其特征在于，所述下介质基板的厚度为0.254mm，所述上介质基板的厚度为0.508mm。
【专利摘要】本发明涉及一种具有低交叉极化特性的线极化背腔天线，包括层叠设置的上介质基板和下介质基板，上介质基板的上表面设置有第一金属层，上介质基板和下介质基板之间设置有第二金属层，下介质基板的下表面设置有第三金属层；上介质基板上开设有多个金属化通孔，第一金属层、第二金属层以及该多个金属化通孔围成一正方形的矩形谐振腔，第三金属层形成馈电微带线，第二金属层上矩形谐振腔的部分开设有一与馈电微带线耦合的耦合缝隙；第一金属层上对应矩形谐振腔的部分开设有四条长度相等且间隔分布的辐射缝隙，该四条辐射缝隙中任意相邻两条辐射缝隙关于矩形谐振腔在第一金属层上的投影的一对角线对称。本发明具有较低的交叉极化水平的有益效果。
【IPC分类】H01Q1-38, H01Q13-10, H01Q13-08
【公开号】CN104659481
【申请号】CN201510083218
【发明人】褚慧, 陈建新, 唐慧, 周立衡, 秦伟, 陆清源, 包志华
【申请人】南通大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月15日