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专利号: 2022110014293
申请人: 曲阜师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列,其特征在于,包括由上至下设置的上层金属贴片(1)、上层介质基板(2)、中间层金属贴片(3)、下层介质基板(4)、下层金属贴片(5),其中:所述上层金属贴片(1)由四组结构完全相同的金属片单元组成,每组金属片单元由5个金属片组成,分别采用矩形金属片切角以及添加矩形微扰的结构实现圆极化特性;同时每组金属片单元设有多个金属通孔,贯穿上层介质基板(2),连接上层金属贴片(1)和中间层金属贴片(3);

所述中间层金属贴片(3)平铺整个下层介质基板(4)的上表面并刻蚀四个圆形通孔;下层介质基板(4)被四个金属通孔贯穿,连接中间层金属贴片(3)及下层金属贴片(5);

所述下层金属贴片(5)采用微带线组成一分四功分器;

上层金属贴片(1)由4组结构完全相同的金属片单元组成,呈2×2阵列式排列,分别是设置于左上角的第一组金属片单元(11),右上角的第二组金属片单元(12),右下角的第三组金属片单元(13)和设置于左下角的第四组金属片单元(14);

所述第一组金属片单元(11)由5个金属片组成,分别是设置于左上角的第一金属片(111),右上角的第二金属片(112),右下角的第三金属片(113),左下角的第四金属片(114)和设置于中间位置的第五金属片(115);第一金属片(111)和第三金属片(113)结构相同且二者关于中心对称设置,第一金属片(111)采用将矩形金属片切除第一三角形(116)的金属片,刻蚀第一金属通孔阵(25);第三金属片(113)采用将矩形金属片切除第二三角形(118)的金属片,刻蚀第三金属通孔阵(27);第二金属片(112)和第四金属片(114)结构相同且二者关于中心对称设置,第二金属片(112)采用将矩形金属片右上角增加第六金属片(117),刻蚀第二金属通孔阵(26);第四金属片(114)采用将矩形金属片左下角增加第七金属片(119),刻蚀第四金属通孔阵(28);

第五金属片(115)左侧刻蚀第一金属通孔(41),第二组金属片单元(12)、第三组金属片单元(13)、第四组金属片单元(14)左侧相同位置分别刻蚀第二金属通孔(42)、第三金属通孔(43)、第四金属通孔(44);

所述下层金属贴片(5)是由微带线组成的1分4功分器,整体由7部分组成,分别是第八金属片(51)、第九金属片(52)、第十金属片(53)、第十一金属片(54)、第十二金属片(55)、第十三金属片(56)和第十四金属片(57);

所述第九金属片(52)和第十金属片(53)左右对称,结构完全相同,第九金属片(52)的右上角刻蚀第三三角形(521),第十金属片(53)左上角刻蚀第四三角形(531);

所述第十一金属片(54),第十二金属片(55),第十三金属片(56)和第十四金属片(57)结构完全相同,其中第十一金属片(54)和第十三金属片(56)上下对称,第十二金属片(55)和第十四金属片(57)上下对称;第十一金属片(54)左上角刻蚀第五三角形(541),左下角刻蚀第六三角形(542),右上角被第一金属通孔(41)贯穿;第十二金属片(55)左上角刻蚀第七三角形(551),右下角刻蚀第八三角形(552),右上角被第二金属通孔(42)贯穿;第十三金属片(56)左上角刻蚀第九三角形(562),左下角刻蚀第十三角形(561),右下角被第四金属通孔(44)贯穿;第十四金属片(57)右上角刻蚀第十一三角形(572),左下角刻蚀第十二三角形(571),右下角被第三金属通孔(43)贯穿。

2.根据权利要求1所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列,其特征在于,第二金属通孔阵(26)和第一金属通孔阵(25)结构相同且二者按照左右对称设置,第三金属通孔阵(27)和第一金属通孔阵(25)结构相同且二者关于中心对称设置,第四金属通孔阵(28)和第一金属通孔阵(25)结构相同且二者按照上下对称设置;

在与第一组金属片单元(11)相对应的位置,上层介质基板(2)被第一组金属片单元(11)中的第一金属通孔阵(25)、第二金属通孔阵(26)、第三金属通孔阵(27)、第四金属通孔阵(28)以及第一金属通孔(41)贯穿,形成第一组金属通孔(21);

同理,在与第二组金属片单元(12)、第三组金属片单元(13)、第四组金属片单元(14)相对应的位置,上层介质基板(2)上分别形成第二组金属通孔(22)、第三组金属通孔(23)、第四组金属通孔(24)。

3.根据权利要求2所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列,其特征在于,所述中间层金属贴片(3)平铺整个下层介质基板(4)的上表面,由完全相同的4组通孔组成,分别是设置于左上角的第一组通孔(31),右上角的第二组通孔(32),右下角的第三组通孔(33)和设置于左下角的第四组通孔(34);

在与第一组金属片单元(11)相对应的位置,中间层金属贴片(3)被第一组金属片单元(11)中的第一金属通孔阵(25)、第二金属通孔阵(26)、第三金属通孔阵(27)、第四金属通孔阵(28)贯穿,形成第一组通孔(31);同理,在与第二组金属片单元(12)、第三组金属片单元(13)、第四组金属片单元(14)相对应的位置,中间层金属贴片(3)上分别形成第二组通孔(32)、第三组通孔(33)、第四组通孔(34);

第一组通孔(31)、第二组通孔(32)、第三组通孔(33)、第四组通孔(34)中分别刻蚀一个圆形通孔,分别是第一圆形通孔(35)、第二圆形通孔(36)、第三圆形通孔(37)、第四圆形通孔(38);第一 第四圆形通孔(35、36、37、38)一一对应设置于第一 第四金属通孔(41、42、~ ~

43、44)的正投影下方,对应位置圆形通孔与金属通孔的圆心位置相同,第一 第四圆形通孔~

(35、36、37、38)的半径大于第一 第四金属通孔(41、42、43、44)。

~

4.根据权利要求3所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列,其特征在于,下层介质基板(4)被第一 第四金属通孔(41、42、43、44)贯穿,用于连接中间层金属贴片(3)和下层~金属贴片(5)。

5.根据权利要求4所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列,其特征在于,能量由第八金属片(51)输入,经第九金属片(52)和第十金属片(53)传输到第十一 第十四金属片~(54、55、56、57),然后通过第一 第四金属通孔(41、42、43、44)穿过第一 第四圆形通孔(35、~ ~

36、37、38)传输到第一组 第四组金属片(11、12、13、14)向外辐射,中间层金属贴片(3)为天~线和功分器的共用地板,馈线位于下层金属贴片(5)。

6.根据权利要求4所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列,其特征在于,第一金属片(111)与第三金属片(113)为梯形结构。

7.根据权利要求4所述的宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列,其特征在于,第十二金属片(55)、第十四金属片(57)分别是由第十一金属片(54)、第十三金属片(56)向右平移得到。

8.根据权利要求1 7任一项所述宽带高增益圆极化磁电偶极子天线阵列,其特征在于,~

上层介质基板(2)的厚度为1.57mm,下层介质基板(4)的厚度为0.254mm,天线的整体高度为

1.824mm。