[发明专利]一种超表面端射宽带偶极子阵列天线及加工方法

说明书

本发明公开了一种超表面端射宽带偶极子阵列天线及加工方法，属于无线通信技术领域。该天线由基片集成双线、宽带偶极子阵列和超表面单元组成。基片集成双线包括顶、底层金属外导体、金属内导体、上层介质层、下层介质层和中间粘合层；宽带偶极子阵列中的偶极子单元按长短顺序排布于同一平面，通过基片集成双线延伸出的金属内导体串联；超表面结构由若干按尺寸由大到小排列的正方形金属贴片构成，既可以起到良好的引向器作用，并且可以用来补偿高频处偶极子电流的不一致性，不仅可以提高天线在端射方向的增益，还能拓展天线的频带宽度。本发明具有低损耗、小型化、宽频带、高增益、易于集成等一系列优点。

技术领域

本发明涉及宽带天线技术领域,尤其涉及一种超表面端射宽带偶极子阵列天线及加工方法。

背景技术

现代通信系统的发展日新月异，各种通信设备之间的信息传播速率也在飞速上升。作为无线电信号接发装置的天线，通信系统也对其提出了越来越高的要求。天线作为通信系统中的重要一环，其性能的优化程度对整个通信系统的性能指标有重大影响，同时还面临着宽带化、小型化的挑战。

基片集成双线技术（substrate-integrated double line, SIDL）是结合了基片集成同轴线和共面带状线的一种新型传输线，它具有低电磁辐射、低插入损耗、结构紧凑、易于集成等优点。基片集成双线具有奇模和偶模两种TEM传输模式，为天线设计研究提供了更多灵活的应用。基片集成双线既可以实现高性能的微波和毫米波组件，又有利于实现天线的平面化设计。

偶极子天线是无线电通信中结构最简单、应用最广泛的一类天线。印刷偶极子天线由于其体积小、结构简单，可以实现宽的阻抗带宽和稳定的增益，在无线通信系统中得到了广泛的应用。

传统的串联偶极子阵列带宽窄且副瓣电平高，在高频段辐射方向图发生畸变，旁瓣增大，不能获得良好的阻抗匹配。

发明内容

本发明针对以上问题,提供了一种能够实现高增益、宽带宽的工作性能的超表面端射宽带偶极子阵列天线及加工方法。

本发明为的技术方案如下：一种超表面端射宽带偶极子阵列天线包括结构基板，所述结构基板从前到后依次设有基片集成双线、宽带偶极子阵列和超表面结构，

所述结构基板包括从上到下依次设置的上层介质层、中间粘合层和下层介质层；

所述基片集成双线包括顶层金属外导体、底层金属外导体和金属内导体，

所述顶层金属外导体设在上层介质层的上表面，所述底层金属外导体设在下层介质层的下表面，

所述金属内导体位于中间粘合层的中间、包括平行的左侧金属内导体和右侧金属内导体；

所述宽带偶极子阵列位于中间粘合层中，所述金属内导体向后延伸、用于对宽带偶极子阵列馈电；

所述超表面结构设在上层介质层的上表面，所述超表面结构包括若干排金属贴片。

所述宽带偶极子阵列若干平行的偶极子单元，所述偶极子单元的长度沿着的金属内导体延伸方向逐渐减小，

所述偶极子单元包括一对对称的偶极子臂，所述金属内导体位于一对偶极子臂中间，

一对偶极子臂分别连接左侧金属内导体和右侧金属内导体。

所述左侧金属内导体与其对应连接的偶极子臂之间的夹角为40-50°。

若干偶极子单元中，相邻偶极子单元之间的距离沿着金属内导体延伸方向逐渐减小。

所述金属贴片呈正方形，若干排金属贴片的尺寸沿着的金属内导体延伸方向逐渐减小。

所述超表面结构的前端中间设有C形口，在垂直方向上，所述宽带偶极子阵列伸入C形口内。

所述基片集成双线上设有两排金属化通孔, 所述金属内导体位于两排金属化通孔的中间。