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CN118738881A - 一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元及双圆极化天线 - Google Patents

一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元及双圆极化天线 Download PDF

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CN118738881A
CN118738881A CN202411186868.5A CN202411186868A CN118738881A CN 118738881 A CN118738881 A CN 118738881A CN 202411186868 A CN202411186868 A CN 202411186868A CN 118738881 A CN118738881 A CN 118738881A
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CN
China
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Pending
Application number
CN202411186868.5A
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English (en)
Inventor
李亚明
姚明旿
杨健
高迎彬
崔冠峰
高雷涛
刘军
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Xidian University
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
Xidian University
CETC 54 Research Institute
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Abstract

本发明公开了一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元及双圆极化天线,天线单元包括等效屏蔽腔结构以及自上而下依次层叠的引向层、辐射层、馈电网络层、电源层、控制层、表面射频互联功能层;其中,辐射层包括四个呈90度间隔中心旋转对称分布的单极子辐射片;馈电网络层包括一个双层馈电结构,其利用功分器和3dB电桥构成左旋和右旋圆极化,实现了四馈双圆极化馈电网络;等效屏蔽腔结构包括第一等效屏蔽腔、第二等效屏蔽腔以及馈电类同轴;第一等效屏蔽腔用以实现天线屏蔽;第二等效屏蔽腔用以实现馈电网络屏蔽;馈电类同轴用以实现馈电网络与射频芯片的互联。该天线单元具有较低的轴比指标特性,实现了工作频段内宽角度扫描极化隔离指标特性。

Description

一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元及双圆极化天线
技术领域
本发明属于天线技术领域,具体涉及一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元及双圆极化天线。
背景技术
随着移动通信技术的发展,毫米波天线因其丰富的频谱资源得到了广泛应用,并成为重要的演进方向之一。相比于线极化天线只能接收与它相同的线极化波,圆极化天线可以接收任意线极化波,也可以接收圆极化波,其可以避免发射与接收天线因极化不匹配的关系而造成极化损耗。圆极化天线在解决极化失配、抑制雨雾干扰、消除法拉第效应等方面性能优异,因此对于毫米波频段圆极化天线的研究设计是非常重要的。
相比于普通的圆极化天线,双圆极化天线可以增加无线通信链路的信道容量。但由于设计和实现的难度很高,目前对毫米波段平面双圆极化天线的研究相对较少,特别是当天线单元组成阵列后,需要多通道射频芯片为毫米波相控阵列中各个天线单元提供合成波束扫描所需的功率幅度和相位,双圆极化馈电网路需要考虑与电源及控制信号的混合集成。
对于双圆极化天线而言,其轴比指标至关重要,具备优良轴比指标及大带宽的辐射单元能够显著提升阵列天线的合成波束扫描特性。然而,现有的大部分双圆极化天线主要采用双点非对称馈电方式,天线轴比值较差,且轴比带宽受限,无法满足宽角扫描相控阵天线需求。同时,由于馈电点的非对称性,还引入了主瓣方向图的偏转问题。
发明内容
为了解决现有双圆极化天线存在的轴比值较差以及轴比带宽受限问题,本发明提供了一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元及双圆极化天线。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
第一方面,本发明提出了一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,包括等效屏蔽腔结构以及自上而下依次层叠的引向层、辐射层、馈电网络层、电源层、控制层、表面射频互联功能层;其中,
引向层包括第一介质基板;第一介质基板的上表面设有一圆形引向贴片;
辐射层包括第二介质基板;第二介质基板的上表面设有四个相同的单极子辐射片;四个单极子辐射片呈90度间隔中心旋转对称分布,且对称中心位于圆形引向贴片圆心的正下方;第二介质基板的下表面设有天线金属底板;
馈电网络层包括第三介质基板、第四介质基板以及馈电网络;馈电网络采用双层结构,上层结构位于第三介质基板中,下层结构位于第四介质基板中;馈电网络利用功分器和3dB电桥实现左旋圆极化和右旋圆极化;且馈电网络的四个末端输出端口分别通过馈电金属孔与四个单极子辐射片对应连接,以形成四馈双圆极化馈电网络;
等效屏蔽腔结构包括多个第一等效屏蔽腔、多个第二等效屏蔽腔以及两组馈电类同轴;多个第一等效屏蔽腔和多个第二等效屏蔽腔间隔排布在整个天线单元的四周边缘处;其中,第一等效屏蔽腔由第一介质基板的上表面贯穿至表面射频互联功能层的下表面,以实现整个天线单元的屏蔽,并实现多层地之间的连通;第二等效屏蔽腔由第三介质基板的上表面贯穿至第四介质基板的下表面,以实现馈电网络的屏蔽;两组馈电类同轴自馈电网络层贯穿至表面射频互联功能层的下表面,以实现馈电网络与射频芯片的互联。
第二方面,本发明提出了一种双圆极化天线,包括若干阵列排布的天线单元,该天线单元包括本发明第一方面提供的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,且相邻两个天线单元边缘处的第一等效屏蔽腔和第二等效屏蔽腔共用。
本发明的有益效果:
本发明提供的宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,一方面设计了四组辐射片,并采用了中心旋转对称结构实现辐射层,改善了圆极化天线的轴比,保证了阵列天线方向图的对称性;同时,利用功分器和3dB电桥实现了左、右旋圆极化天线单元四点旋转、镜像对称馈电,不仅提高了双圆极化在宽角内的轴比指标特性,还避免了主瓣方向图的偏转问题;另一方面采用了等效屏蔽腔集成结构,减小了天线单元的整体尺寸,改善了阵列中天线单元间的互耦效应,满足了宽角扫描相控阵天线组阵需求。该天线单元通过结合等效屏蔽腔设计与多点馈电天线技术,显著提高了圆极化天线宽角频带内的轴比指标特性,且具备较高的辐射效率,实现了工作频段内宽角度扫描极化隔离指标特性。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元的三维结构示意图;
图2是图1所示的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元的俯视图;
图3是图1所示的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元的侧视图;
图4是本发明实施例提供的馈电网络的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的馈电网络的原理示意图;
图6是本发明实施例提供的馈电类同轴与表面射频互联功能层的互联结构示意图;
附图标记说明:
1-等效屏蔽腔结构,11-第一等效屏蔽腔,12-第二等效屏蔽腔,13-馈电类同轴,13-1-内柱,13-2-外柱;
2-引向层,21-第一介质基板,22-引向贴片;
3-辐射层,31-第二介质基板,32-单极子辐射片,32-1-馈电焊盘;
4-馈电网络层,41-第三介质基板,42-第四介质基板,43-馈电网络,43-1-第一威尔金森功分器,43-2-第二威尔金森功分器,43-3-第一3dB电桥,43-4-第二3dB电桥,43-5-第一移相器,43-6-第二移相器,43-7-印刷电阻,44-馈电金属孔,45-带线中间金属板,46-金属底板;
5-电源层;
6-控制层;
7-表面射频互联功能层, 71-BGA焊盘,72-表面匹配微带线,73-类同轴焊盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的第一方面提供了一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元。
请联合参见图1-3,图1是本发明实施例提供的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元的三维结构示意图,图2是图1所示的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元的俯视图,图3是图1所示的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元的侧视图。本实施例提供的宽角低轴比四馈双圆极化天线单元具体包括等效屏蔽腔结构1以及自上而下依次层叠的引向层2、辐射层3、馈电网络层4、电源层5、控制层6、表面射频互联功能层7;其中,
引向层2包括第一介质基板21;第一介质基板21的上表面设有一圆形引向贴片22;
辐射层3包括第二介质基板31;第二介质基板31的上表面设有四个相同的单极子辐射片32;四个单极子辐射片32呈90度间隔中心旋转对称分布,且对称中心位于圆形引向贴片22圆心的正下方;第二介质基板31的下表面设有天线金属板(图中未示出);
馈电网络层4包括第三介质基板41、第四介质基板42以及馈电网络43;馈电网络43采用双层结构,上层结构位于第三介质基板41中,下层结构位于第四介质基板42中;馈电网络43利用功分器和3dB电桥实现左旋圆极化和右旋圆极化;且馈电网络43的四个末端输出端口分别通过馈电金属孔44与四个单极子辐射片32对应连接,以形成四馈双圆极化馈电网络;
等效屏蔽腔结构1包括多个第一等效屏蔽腔11、多个第二等效屏蔽腔12以及两组馈电类同轴13;多个第一等效屏蔽腔11和多个第二等效屏蔽腔12间隔排布在整个天线单元的四周边缘处;其中,第一等效屏蔽腔11由第一介质基板21的上表面贯穿至表面射频互联功能层7的下表面,以实现整个天线单元的屏蔽,并实现多层地之间的连通;第二等效屏蔽腔12由第三介质基板41的上表面贯穿至第四介质基板42的下表面,以实现馈电网络43的屏蔽;两组馈电类同轴13自馈电网络层4贯穿至表面射频互联功能层7的下表面,以实现馈电网络43与射频芯片的互联。
在本实施例中,引向层2、辐射层3、馈电网络层4、电源层5、控制层6以及表面射频互联功能层7均由多层压合的PCB板作为基板。
具体而言,在引向层2中,圆形引向贴片22位于第一介质基板21的中心。
可选的,在辐射层3中,单极子辐射片32采用长方形结构,并通过耦合与圆形引向贴片22互联。每个单极子辐射片32远离对称中心的长方形顶点处均设置有一馈电焊盘32-1;馈电网络43的四个末端输出端口分别通过馈电金属孔44与四个单极子辐射片32的馈电焊盘32-1对应连接,且馈电金属孔44与天线金属板无接触。其中,馈电焊盘32-1一般采用圆形结构。
本发明提供的宽角低轴比四馈双圆极化天线单元设计了四组辐射片,并采用了中心旋转对称结构实现辐射层,改善了圆极化天线的轴比,保证了阵列天线方向图的对称性。
进一步的,请参见图4,图4是本发明实施例提供的馈电网络的结构示意图。本实施例设计的馈电网络43采用双层馈电结构同时实现四馈顺时针和逆时针90度等差,具体包括:第一威尔金森功分器43-1、第二威尔金森功分器43-2、第一3dB电桥43-3、第二3dB电桥43-4、第一移相器43-5以及第二移相器43-6;且第一3dB电桥43-3和第二3dB电桥43-4均为90度电桥,第一移相器43-5和第二移相器43-6均为180度固定移相器;其中,
第一威尔金森功分器43-1设置在第四介质基板42中,且具有一个输入端口和两个输出端口;其中,第一威尔金森功分器43-1的输入端口作为馈电网络43的左旋圆极化输入端口,通过一组馈电类同轴13连接至表面射频互联功能层7,一个输出端口与第一3dB电桥43-3连接,另一个输出端口通过第一移相器43-5与第二3dB电桥43-4连接,以实现左旋圆极化馈电;
第二威尔金森功分器43-2设置在第三介质基板41中,且具有一个输入端口和两个输出端口;其中,第二威尔金森功分器43-2的输入端口作为馈电网络43的右旋圆极化输入端口,通过另一组馈电类同轴13连接至表面射频互联功能层7,一个输出端口与第二3dB电桥43-4连接,另一个输出端口通过第二移相器43-6与第一3dB电桥43-3连接,以实现右旋圆极化馈电;
第一3dB电桥43-3和第二3dB电桥43-4的四个输出馈电口作为馈电网络43的四个末端输出端口,且四个输出馈电口的相位逆时针相差90度。
在本实施例中,第一3dB电桥43-3和第二3dB电桥43-4均采用带状线折叠而成,折叠后的上层结构位于第三介质基板41中,下层结构位于第四介质基板42中,且折叠部位通过过孔垂直互联。
此外,请继续参见图4,第一威尔金森功分器43-1的两个输出端口和第二威尔金森功分器43-2的两个输出端口处均集成有印刷电阻43-7。
需要说明的是,在第三介质基板41和第四介质基板42之间,也即在馈电网络43的中间还设有带线中间金属板45,用以提供微带线的地;
第三介质基板41的上表面与第二介质基板31的下表面共用天线金属板;
第四介质基板42的下表面还设有金属底板46。
可以理解的是,在采用馈电金属孔44实现馈电网络43的末端端口与四个馈电焊盘32-1的垂直互联时,馈电金属孔44与天线金属板通过开槽进行电互连避让。同时,第一3dB电桥43-3和第二3dB电桥43-4的折叠部位在进行互联时,通过开孔避让带线中间金属板45。
下面对本实施例设计的馈电网络的原理进行详细介绍。
请参见图5,图5是本发明实施例提供的馈电网络的原理示意图。本实施例主要通过两个威尔金森功分器和两个3dB电桥实现双圆极化。其中,左旋圆极化通过一组馈电类同轴13自表面射频互联功能层7底部穿透至馈电网络43的第一威尔金森功分器43-1进行电磁场能量馈入。经第一威尔金森功分器43-1等功率分成两路,其中一路直接馈入第一3dB电桥43-3的1端口,并在第一3dB电桥43-3的3、4端口输出两路相位差90度的功率相等的电磁能量;第一威尔金森功分器43-1另一路输出经第一移相器43-5进行180度移相后馈入第二3dB电桥43-4的1端口,并在第二3dB电桥43-4的3、4端口输出两路相位差90度的功率相等的电磁能量,由此第一3dB电桥43-3的3、4端口和第二3dB电桥43-4的3、4端口依次相差90度,构成左旋圆极化的四端口能量馈源。
进一步的,右旋圆极化通过另一组馈电类同轴13自表面射频互联功能层7底部穿透至馈电网络43的第二威尔金森功分器43-2进行电磁场能量馈入。经第二威尔金森功分器43-2等功率分成两路,其中一路直接馈入第二3dB电桥43-4的2端口,并在第二3dB电桥43-4的3、4端口输出两路相位差-90度的功率相等的电磁能量;第二威尔金森功分器43-2另一路输出经第二移相器43-6进行180度移相后馈入第一3dB电桥43-3的2端口,并在第一3dB电桥43-3的3、4端口输出两路相位差90度的功率相等的电磁能量。
由此第一3dB电桥43-3的3、4端口和第二3dB电桥43-4的3、4端口依次相差-90度,构成右旋圆极化的四端口能量馈源。
本发明利用威尔金森功分器和3dB电桥实现了左、右旋圆极化天线单元四点旋转、镜像对称馈电,不仅提高了双圆极化在宽角内的轴比指标特性,还避免了主瓣方向图的偏转问题。
进一步的,对于上述两组馈电类同轴13结构,本实施例采用了相同的结构设计,均包括一个内柱13-1和若干外柱13-2;若干外柱13-2围绕内柱13-1的圆心均匀分布;其中,
两组馈电类同轴13的内柱13-1下端均连接至表面射频互联功能层7,上端贯穿馈电网络层4,并分别与馈电网络43的左旋圆极化输入端口和右旋圆极化输入端口连接;
两组馈电类同轴13的若干外柱13-2下端连接至表面射频互联功能层7,上端贯穿馈电网络层4,其中,第一组馈电类同轴13的若干外柱13-2上端与第四介质基板42下表面的金属底板46连接;第二组馈电类同轴13的若干外柱13-2上端与带线中间金属板45连接。
可选的,作为一种实现方式,本实施例设计了四个外柱围绕一个内柱的类同轴结构。请参见图6,图6是本发明实施例提供的馈电类同轴与表面射频互联功能层的互联结构示意图。其中,表面射频互联功能层7包括第七介质基板,第七介质基板的下表面设有两组BGA(Ball Grid Array,球栅阵列封装)焊盘71、两组表面匹配微带线72以及两组类同轴焊盘73;其中,
两组BGA焊盘71通过多功能芯片表贴连接射频芯片;
两组表面匹配微带线72的一端对应连接两组馈电类同轴13的内柱13-1下端,两组表面匹配微带线72的另一端对应连接两组BGA焊盘71;
两组类同轴焊盘73对应连接两组馈电类同轴13的若干外柱13-2下端。
本实施例设计的馈电类同轴结构,可以保证幅相多功能收发射频信号以低阻抗方式输入/输出到馈电网络43。
可以理解的是,在本实施例中,电源层5包括第五介质基板,控制层6包括第六介质基板;
第五介质基板的中间设有电源线,电源线由第五介质基板穿透至表面射频互联功能层7,以与外部电源连接;
第六介质基板的中间设有控制线,控制线由第六介质基板穿透至表面射频互联功能层7,以与外部控制端连接;
第五介质基板和第六介质基板的下表面均设有金属接地板。
本发明提供的宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,一方面设计了四组辐射片,并采用了中心旋转对称结构实现辐射层,改善了圆极化天线的轴比,保证了阵列天线方向图的对称性;同时,利用威尔金森功分器和3dB电桥实现了左、右旋圆极化天线单元四点旋转、镜像对称馈电,不仅提高了双圆极化在宽角内的轴比指标特性,还避免了主瓣方向图的偏转问题;另一方面采用了等效屏蔽腔集成结构,减小了天线单元的整体尺寸,改善了阵列中天线单元间的互耦效应,满足了宽角扫描相控阵天线组阵需求。该天线单元通过结合等效屏蔽腔设计与多点馈电天线技术,显著提高了圆极化天线宽角频带内的轴比指标特性,且具备较高的辐射效率,实现了工作频段内宽角度扫描极化隔离指标特性。
此外,为了验证本发明的有益效果,本实施例还对本发明设计的宽角低轴比四馈双圆极化天线单元的S11参数进行了仿真。在具体的仿真实验中,分别仿真了14GHz~17GHz间隔0.75GHz时左旋和右旋圆极化的轴比。结果表明,在±60°范围内,两种圆极化轴比均优于1.5,为阵列宽带扫描提供了良好的单元轴比基础。
本发明的第二方面还提供了一种双圆极化天线,双圆极化天线包括若干阵列排布的天线单元,该天线单元包括本发明第一方面提供的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,且相邻两个天线单元边缘处的第一等效屏蔽腔和第二等效屏蔽腔共用。
由此,该天线单元也具有较低的轴比指标以及较高的辐射效率,可以满足宽角扫描相控阵天线的需求。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,其特征在于,包括等效屏蔽腔结构以及自上而下依次层叠的引向层、辐射层、馈电网络层、电源层、控制层、表面射频互联功能层;其中,
所述引向层包括第一介质基板;所述第一介质基板的上表面设有一圆形引向贴片;
所述辐射层包括第二介质基板;所述第二介质基板的上表面设有四个相同的单极子辐射片;四个所述单极子辐射片呈90度间隔中心旋转对称分布,且对称中心位于所述圆形引向贴片圆心的正下方;所述第二介质基板的下表面设有天线金属板;
所述馈电网络层包括第三介质基板、第四介质基板以及馈电网络;所述馈电网络采用双层结构,上层结构位于所述第三介质基板中,下层结构位于所述第四介质基板中;所述馈电网络利用功分器和3dB电桥实现左旋圆极化和右旋圆极化;且所述馈电网络的四个末端输出端口分别通过馈电金属孔与四个所述单极子辐射片对应连接,以形成四馈双圆极化馈电网络;
所述等效屏蔽腔结构包括多个第一等效屏蔽腔、多个第二等效屏蔽腔以及两组馈电类同轴;多个所述第一等效屏蔽腔和多个所述第二等效屏蔽腔间隔排布在整个天线单元的四周边缘处;其中,所述第一等效屏蔽腔由所述第一介质基板的上表面贯穿至所述表面射频互联功能层的下表面,以实现整个天线单元的屏蔽,并实现多层地之间的连通;所述第二等效屏蔽腔由所述第三介质基板的上表面贯穿至所述第四介质基板的下表面,以实现所述馈电网络的屏蔽;两组所述馈电类同轴由所述馈电网络层贯穿至所述表面射频互联功能层的下表面,以实现所述馈电网络与射频芯片的互联。
2.根据权利要求1所述的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,其特征在于,每个所述单极子辐射片均采用长方形结构;且每个单极子辐射片远离对称中心的长方形的顶点处均设置有一馈电焊盘;所述馈电网络的四个末端输出端口分别通过馈电金属孔与四个所述单极子辐射片的馈电焊盘对应连接,且所述馈电金属孔与所述天线金属板无接触。
3.根据权利要求1所述一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,其特征在于,所述馈电网络具体包括第一威尔金森功分器、第二威尔金森功分器、第一3dB电桥、第二3dB电桥、第一移相器以及第二移相器;且所述第一3dB电桥和所述第二3dB电桥均为90度电桥,所述第一移相器和所述第二移相器均为180度固定移相器;其中,
所述第一威尔金森功分器设置在所述第四介质基板中,且具有一个输入端口和两个输出端口;其中,所述第一威尔金森功分器的输入端口作为所述馈电网络的左旋圆极化输入端口,通过一组所述馈电类同轴连接至所述表面射频互联功能层,一个输出端口与所述第一3dB电桥连接,另一个输出端口通过所述第一移相器与所述第二3dB电桥连接,以实现左旋圆极化馈电;
所述第二威尔金森功分器设置在所述第三介质基板中,且具有一个输入端口和两个输出端口;其中,所述第二威尔金森功分器的输入端口作为所述馈电网络的右旋圆极化输入端口,通过另一组所述馈电类同轴连接至所述表面射频互联功能层,一个输出端口与所述第二3dB电桥连接,另一个输出端口通过所述第二移相器与所述第一3dB电桥连接,以实现右旋圆极化馈电;
所述第一3dB电桥和所述第二3dB电桥的四个输出馈电口作为所述馈电网络的四个末端输出端口,且四个输出馈电口的相位逆时针相差90度。
4.根据权利要求3所述的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,其特征在于,所述第一3dB电桥和所述第二3dB电桥均采用带状线折叠而成,折叠后的上层结构位于所述第三介质基板中,下层结构位于所述第四介质基板中,且折叠部位通过过孔垂直互联。
5.根据权利要求3所述的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,其特征在于,所述第一威尔金森功分器的两个输出端口和所述第二威尔金森功分器的两个输出端口处均集成有印刷电阻。
6.根据权利要求3所述的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,其特征在于,所述第三介质基板和所述第四介质基板之间还设有带线中间金属板;
所述第三介质基板的上表面与所述第二介质基板的下表面共用所述天线金属板;
所述第四介质基板的下表面还设有金属底板。
7.根据权利要求6所述的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,其特征在于,两组所述馈电类同轴具有相同的结构,均包括一个内柱和若干外柱;所述若干外柱围绕所述内柱的圆心均匀分布;其中,
两组所述馈电类同轴的内柱下端均连接至所述表面射频互联功能层,上端贯穿所述馈电网络层,并分别与所述馈电网络的左旋圆极化输入端口和右旋圆极化输入端口连接;
两组所述馈电类同轴的若干外柱下端连接至所述表面射频互联功能层,上端贯穿所述馈电网络层;其中,第一组所述馈电类同轴的若干外柱上端与所述第四介质基板下表面的金属底板连接,第二组所述馈电类同轴的若干外柱上端与所述带线中间金属板连接。
8.根据权利要求7所述的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,其特征在于,所述表面射频互联功能层包括第七介质基板,所述第七介质基板的下表面设有两组BGA焊盘、两组表面匹配微带线以及两组类同轴焊盘;其中,
两组所述BGA焊盘通过多功能芯片表贴连接射频芯片;
两组所述表面匹配微带线的一端对应连接两组所述馈电类同轴的内柱下端,两组所述表面匹配微带线的另一端对应连接两组所述BGA焊盘;
两组所述类同轴焊盘对应连接两组所述馈电类同轴的若干外柱下端。
9.根据权利要求1所述的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,其特征在于,所述电源层包括第五介质基板,所述控制层包括第六介质基板;
所述第五介质基板的中间设有电源线,所述电源线由所述第五介质基板穿透至所述表面射频互联功能层,以与外部电源连接;
所述第六介质基板的中间设有控制线,所述控制线由所述第六介质基板穿透至所述表面射频互联功能层,以与外部控制端连接;
所述第五介质基板和所述第六介质基板的下表面均设有金属接地板。
10.一种双圆极化天线,包括若干阵列排布的天线单元,其特征在于,所述天线单元包括权利要求1-9任一项所述的一种宽角低轴比四馈双圆极化天线单元,且相邻两个天线单元边缘处的第一等效屏蔽腔和第二等效屏蔽腔共用。
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