[发明专利]一种紧凑型低交叉极化的毫米波宽角扫描天线阵列

说明书

本发明公开了一种紧凑型低交叉极化的毫米波宽角扫描天线阵列，所述天线阵列包括多于两个的直线排列的紧凑型差分馈电宽波束天线单元。所述紧凑型差分馈电宽波束天线单元包括两组联合贴片对，其中一组联合贴片对采用Y型差分馈电实现低交叉极化，馈电探针上的垂直电流展宽阵元的波束宽度，通过加载另一组切角贴片对实现宽带特性和阵元小型化。因此，所述阵列可采用所覆盖频段内最高工作频率0.43个波长阵元间距排列，实现整个频带内宽角扫描特性。本发明阵列结构简单紧凑，覆盖了5G毫米波n257，n258和n261三个频段，并具备宽角扫描和低交叉极化特性，适用于5G毫米波终端设备。

技术领域

本发明涉及毫米波相控阵列天线的技术领域，具体涉及一种紧凑型低交叉极化的毫米波宽角扫描天线阵列

背景技术

随着B5G 进程的快速发展和6G移动通信的到来，通信频段逐渐从微波频段提升至毫米波频段。相比传统的微波频段，毫米波频段具有频谱资源丰富，绝对带宽大的优点，能有效提升信道容量和数据传输速率，解决日益增长的海量数据传输需求，因此引起了学术界和产业界的广泛关注。另一方面，由于毫米波频段较高，路径损耗较大，如何提升毫米波信号的传输距离和信号覆盖范围成为当下亟需解决的一个问题。相比于单个毫米波天线，毫米波波束扫描阵列具有增益高，波束覆盖范围宽的优点，能有效提升毫米波信号的传输距离和波束覆盖范围。因此，设计具有宽角扫描特性的毫米波相控阵具有重要的研究意义和应用价值。

据调查与了解，已经公开的现有技术如下：

2019年，Yong Luo等人提出了一款应用于5G 移动终端的毫米波宽角扫描 阵列天线。天线单元采用了探针加载的贴片天线，通过探针加载引入了贴片的零阶模，联合贴片的TM01 模，实现了24.5-28 GHz的阻抗带宽。然后利用了该天线单元构建了一款 2×4 的阵列天线，阵列的阻抗带宽为 23.5-28 GHz，且3dB 扫描角宽达±60°。但是该天线阵列带宽相对较窄，不能同时覆盖 5G 毫米波的n257（26.5-29.5 GHz），n258（24.25-27.5 GHz），和n261（27.5-28.35 GHz）三个频段。并且其扫描角还有待进一步提升。（Luo Y, Xu J, ChenY, et al., A Zero-Mode Induced mmWave Patch Antenna With Low-Profile, Wide-Bandwidth and Large-Angle Scanning for 5G Mobile Terminals, in IEEE Access,vol. 7, pp. 177607-177615, 2019.）