[发明专利]一种宽频多层平板双极化天线阵

权利要求书

1.一种宽频多层平板双极化天线阵，其特征在于，包括以n×m阵列形式排布的水平辐射单元、m×n阵列形式排布的垂直辐射单元、若干平衡馈电结构、上层介质材料板、中层介质材料板、下层介质材料板、金属底板、馈电装置，其中，n、m为整数；

所述上层介质材料板、中层介质材料板、下层介质材料板、金属底板按照从上到下的顺序设置；

水平辐射单元阵列、垂直辐射单元阵列分别设置于中层介质材料板的上、下表面，所述水平辐射单元、垂直辐射单元的结构相同，包含两个对称的子单元，所述子单元呈五级渐变结构，从一端到另一端分别为第一结构、第二结构、第三结构、第四结构、第五结构，其中第一结构、第二结构、第四结构、第五结构呈矩形，第三结构呈梯形，且第一结构宽度<第二结构宽度=第三结构的短边长<第三结构的长边长<第四结构宽度<第五结构宽度；

每两个相对的子单元对应设置平衡馈电结构，所述平衡馈电结构包含四个金属柱，四个金属柱两两对称位于辐射单元的两侧，每个子单元的第三结构和第四结构之间设置有一个金属柱，第一结构处设置有一个金属柱，所述金属柱一端连接子单元，另一端连接到金属底板上；

与第一结构连接的金属柱通过金属底板区域连接到馈电装置，其余金属柱通过金属底板区域接地。

2.如权利要求1所述的宽频多层平板双极化天线阵，其特征在于，所述水平辐射单元、垂直极化单元的长度小于或者等于，其中为所述宽频多层平板双极化天线阵最低工作频率对应的波长。

3.如权利要求1所述的宽频多层平板双极化天线阵，其特征在于，每个水平辐射单元子单元所确定的垂直线上对应设置一个垂直辐射单元，水平辐射单元子单元相对端在垂直方向上的投影落入其下设置的垂直辐射单元子单元的相对端所在区域。

4.如权利要求3所述的宽频多层平板双极化天线阵，其特征在于，水平辐射单元子单元相对端在垂直方向上的投影落入其下设置的垂直辐射单元子单元的相对端所在区域范围的长度小于第五结构的宽度。

5.如权利要求1所述的宽频多层平板双极化天线阵，其特征在于，第二层介质材料板上表面、下表面均设置有若干正十边形通孔，上表面的各个正十边形通孔周围环绕四个水平辐射单元、下表面的各个正十边形通孔周围环绕四个垂直辐射单元。

6.如权利要求5所述的宽频多层平板双极化天线阵，其特征在于，正十边形通孔边长小于0.31*(d₁-2*d₂)，其中，d₁为相邻水平辐射单元之间的间距、相邻垂直辐射单元之间的间距，d₂为水平辐射单元子单元相对端在垂直方向上的投影落入其下设置的垂直辐射单元子单元的相对端所在区域范围的长度。

7.如权利要求1所述的宽频多层平板双极化天线阵，其特征在于，相邻水平辐射单元之间的间距与相邻垂直辐射单元之间的间距相同，所述间距小于等于，其中，为宽频多层平板双极化天线阵最高工作频率对应的波长。