一种滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列

本发明涉及无线通信，特别涉及一种滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列。

背景技术：

1、对于滤波磁电偶极子而言，目前大多数设计的滤波结构比较单一。如图1所示，仅设计了介质集成谐振腔（sic）以引入高通滤波特性。如图2所示，仅在电偶极子上开槽引入了低通滤波特性，但是并未针对馈电结构进行设计以引入滤波特性。目前大多数滤波磁电偶极子阵列采用介质集成波导（siw）馈电网络的方式拓展阵列，但是siw馈电结构设计复杂。

2、现有的滤波磁电偶极子结构存在以下问题：

3、第一，现有的滤波磁电偶极子的滤波结构单一；

4、第二，对于天线阵列来说，siw馈电网络设计较为复杂；

5、第三，对于材料以及加工精度要求较高。

技术实现思路

1、本发明提供一种滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，旨在解决现有滤波磁电偶极子结构存在问题。

2、本发明提供一种滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，包括e面单元、h面单元，所述e面单元包括中心贴片、由金属贴片构成的e面电偶极子，所述中心贴片位于多个电偶极子中间，所述中心贴片与金属贴片之间形成耦合缝隙，所述h面单元包括由金属贴片构成的h面电偶极子；相邻两个所述e面单元的中心贴片之间通过单传输线拓展串联，相邻的所述e面电偶极子和所述h面电偶极子之间通过双传输拓展串联，以形成串联馈电天线阵列。

3、作为本发明的进一步改进，所述h面单元和e面单元均包括有中间金属板、叉形微带线、介质基板，所述金属贴片连接在介质基板的正面，所述叉形微带线连接在介质基板的背面，所述中间金属板嵌入介质基板内，所述中间金属板刻蚀有缝隙，所述叉形微带线和中间金属板的缝隙耦合形成第一辐射零点。

4、作为本发明的进一步改进，所述金属贴片和中间金属板之间并排设有多个金属通孔，多个所述金属通孔的金属壁形成磁偶极子。

5、作为本发明的进一步改进，所述h面单元和e面单元均包括u形开路线，所述u形开路线设置在叉形微带线的两端，通过所述u形开路线与叉形微带线的耦合形成第二辐射零点。

6、作为本发明的进一步改进，所述第二辐射零点的频率与u形开路线的长度呈负相关。

7、作为本发明的进一步改进，所述金属贴片上蚀刻有u形槽，所述u形槽的边缘耦合形成第三辐射零点。

8、作为本发明的进一步改进，所述第三辐射零点的频率与u形槽的长度呈负相关。

9、作为本发明的进一步改进，多个所述e面电偶极子之间、多个所述h面电偶极子之间相互耦合形成第四辐射零点，所述第四辐射零点的频率与金属贴片的长度呈负相关。

10、作为本发明的进一步改进，三个所述e面单元的中心贴片通过单传输线依次串联，且每个所述e面单元两端的e面电偶极子分别串联一个h面单元的h面电偶极子，以拓展形成3×3的串联馈电天线阵列，位于所述串联馈电天线阵列中间的e面单元为馈电中心单元。

11、作为本发明的进一步改进，每个所述e面单元包括有四个e面电偶极子，每个所述h面单元包括有两个h面电偶极子，一个所述h面电偶极子与一个所述e面电偶极子通过单传输线串联。

12、本发明的有益效果是：通过若干条传输线形成沿e面和h面的串联延拓，进而形成天线阵列，能量由e面中心单元的缝隙耦合馈入，通过微带线和双传输线拓展结构传播到各个单元上，这样的串联馈电方式使得馈电结构的设计更为简单，摒弃了siw或者多级功分器的复杂设计。通过微带线-缝隙馈电的馈电结构，使得本结构可以在馈电结构中设计u形开路线进而引入辐射零点，增强了天线的滤波性能，且该辐射零点具有非常宽的调整范围，解决了siw或者sic等馈电方式难以实现的灵活性。

技术特征：

1.一种滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，包括e面单元、h面单元，所述e面单元包括中心贴片、由金属贴片构成的e面电偶极子，所述中心贴片位于多个电偶极子中间，所述中心贴片与金属贴片之间形成耦合缝隙，所述h面单元包括由金属贴片构成的h面电偶极子；相邻两个所述e面单元的中心贴片之间通过单传输线拓展串联，相邻的所述e面电偶极子和所述h面电偶极子之间通过双传输拓展串联，以形成串联馈电天线阵列。

2.根据权利要求1所述滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，所述h面单元和e面单元均包括有中间金属板、叉形微带线、介质基板，所述金属贴片连接在介质基板的正面，所述叉形微带线连接在介质基板的背面，所述中间金属板嵌入介质基板内，所述中间金属板刻蚀有缝隙，所述叉形微带线和中间金属板的缝隙耦合形成第一辐射零点。

3.根据权利要求2所述滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，所述金属贴片和中间金属板之间并排设有多个金属通孔，多个所述金属通孔的金属壁形成磁偶极子。

4.根据权利要求2所述滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，所述h面单元和e面单元均包括u形开路线，所述u形开路线设置在叉形微带线的两端，通过所述u形开路线与叉形微带线的耦合形成第二辐射零点。

5.根据权利要求4所述滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，所述第二辐射零点的频率与u形开路线的长度呈负相关。

6.根据权利要求1所述滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，所述金属贴片上蚀刻有u形槽，所述u形槽的边缘耦合形成第三辐射零点。

7.根据权利要求6所述滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，所述第三辐射零点的频率与u形槽的长度呈负相关。

8.根据权利要求1所述滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，多个所述e面电偶极子之间、多个所述h面电偶极子之间相互耦合形成第四辐射零点，所述第四辐射零点的频率与金属贴片的长度呈负相关。

9.根据权利要求1所述滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，三个所述e面单元的中心贴片通过单传输线依次串联，且每个所述e面单元两端的e面电偶极子分别串联一个h面单元的h面电偶极子，以拓展形成3×3的串联馈电天线阵列，位于所述串联馈电天线阵列中间的e面单元为馈电中心单元。

10.根据权利要求9所述滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列，其特征在于，每个所述e面单元包括有四个e面电偶极子，每个所述h面单元包括有两个h面电偶极子，一个所述h面电偶极子与一个所述e面电偶极子通过单传输线串联。

技术总结
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种滤波磁电偶极子天线的串联馈电阵列。其包括E面单元、H面单元，E面单元包括中心贴片、由金属贴片构成的E面电偶极子，中心贴片位于多个电偶极子中间，中心贴片与金属贴片之间形成耦合缝隙，H面单元包括由金属贴片构成的H面电偶极子；相邻两个E面单元的中心贴片之间通过单传输线拓展串联，相邻的E面电偶极子和H面电偶极子之间通过双传输拓展串联，以形成串联馈电天线阵列。通过若干条传输线形成沿E面和H面的串联延拓，进而形成天线阵列，能量由E面中心单元的缝隙耦合馈入，通过微带线和双传输线拓展结构传播到各个单元上，这样的串联馈电方式使得馈电结构的设计更为简单。

技术研发人员：陈梓浩,徐一泓,王凯旭
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11