本發(fā)明涉及通信，具體地，涉及一種四端口相模天線，尤其是一種基于放射狀縫隙結(jié)構(gòu)的四端口相模天線，用于方向圖掃描、極化控制和多通道收發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在無線通信和雷達系統(tǒng)中，相控陣天線被用于方向性控制和多通道收發(fā)。陣列天線的方向性控制主要通過控制各天線之間的相位差，而多通道收發(fā)主要通過各端口之間隔離度形成的獨立收發(fā)通道。傳統(tǒng)的相控陣天線由于固定的陣元輻射存在掃描范圍與口徑效率之間的矛盾，以相模天線為單元的陣列可以解決這一矛盾。相模天線是一種多個端口共用輻射單元的天線，這種天線具有在單個天線上實現(xiàn)相位控制方向性和多通道收發(fā)的功能。同時，如果作為天線陣列的一個單元，相模天線還具有擴大天線陣列掃描范圍，提高口徑效率，降低掃描滾降和副瓣電平等優(yōu)勢。相模天線的更多性能潛力正在被不斷發(fā)掘，更多形式的相模天線及相關(guān)的功能性能的開發(fā)對于提升無線系統(tǒng)的性能提升具有非常重要的意義。

2、公開號為cn110034394b的專利文獻公開了一種多饋電貼片天線及包括多饋電貼片天線的裝置，一種射頻裝置可包括射頻集成電路芯片和安裝在rfic芯片的上表面上的天線模塊，所述天線模塊可包括：第一貼片，與rfic芯片平行并具有被配置為從rfic芯片沿與第一貼片相對的垂直方向發(fā)射輻射的上表面；接地板，與第一貼片平行，并在第一貼片與rfic芯片之間；第一多條饋電線，連接到第一貼片的下表面并被配置為將至少一個第一差分信號從rfic芯片提供給第一貼片。但是該專利文獻仍然存在掃描范圍與口徑效率之間的矛盾。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種四端口相模天線。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種四端口相模天線，包括：第一介質(zhì)板、第二介質(zhì)板、接地板以及四個饋電端子；

3、所述第一介質(zhì)板、所述第二介質(zhì)板以及所述接地板自上而下依次疊加設(shè)置；

4、所述第一介質(zhì)板上設(shè)置有輻射體，所述第二介質(zhì)板上設(shè)置有饋電結(jié)構(gòu)，所述饋電結(jié)構(gòu)包括：四個饋電貼片天線；

5、所述第一介質(zhì)板位于所述輻射體與所述饋電結(jié)構(gòu)之間，所述第二介質(zhì)板位于所述饋電結(jié)構(gòu)與所述接地板之間；

6、所述輻射體與所述接地板電連接，四個所述饋電端子分別與四個所述饋電貼片天線相連接；

7、所述饋電結(jié)構(gòu)在所述輻射體和所述接地板組成的腔體中進行饋電；來自四個所述饋電端子的射頻信號在腔體中激勵起電磁場后，其輻射通過所述輻射體輻射到空間中。

8、優(yōu)選的，所述輻射體為一個帶有環(huán)形輻射狀鋸齒開槽的正方形輻射體；

9、所述輻射體的外圍輪廓為正方形。

10、優(yōu)選的，四個所述饋電貼片天線均為矩形貼片；

11、四個所述饋電貼片天線旋轉(zhuǎn)對稱設(shè)置。

12、優(yōu)選的，四個所述饋電貼片天線共同組成一個外圍輪廓為正方形的天線結(jié)構(gòu)；

13、四端口相模天線的外圍輪廓為正方形；

14、所述天線結(jié)構(gòu)的正方形外圍輪廓的邊與四端口相模天線正方形外圍輪廓的邊之間存在夾角。

15、優(yōu)選的，所述接地板為正方形結(jié)構(gòu)；

16、所述接地板上設(shè)置有四個開槽，四個所述開槽整體呈十字型分布設(shè)置。

17、優(yōu)選的，所述正方形輻射體的邊長為0.4個工作頻率波長；

18、所述天線結(jié)構(gòu)的邊長為0.28個工作頻率波長；

19、所述接地板的邊長為0.5個工作頻率波長。

20、優(yōu)選的，四個所述饋電端子的外導(dǎo)體均與所述接地板相連接；

21、四個所述饋電端子的內(nèi)導(dǎo)體分別與四個所述饋電貼片天線相連接。

22、優(yōu)選的，所述輻射體與所述接地板通過多個過孔電連接；

23、多個所述過孔分布于所述正方形輻射體的四邊，與所述接地板進行等間距的電連接。

24、優(yōu)選的，所述過孔的間距小于0.1個工作頻率波長。

25、優(yōu)選的，所述第一介質(zhì)板和所述第二介質(zhì)板均為pcb板；

26、所述第一介質(zhì)板和所述第二介質(zhì)板的厚度均為1.6mm，介電常數(shù)均為3.5，損耗角正切均小于0.002。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

28、1、本發(fā)明通過同一個天線內(nèi)的多端口設(shè)計、相對各端口的對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計和施加于各端口的相位差實現(xiàn)單個天線的主瓣方向掃描和極化控制。

29、2、本發(fā)明通過接地平面與輻射體之間的過孔連接形成腔體結(jié)構(gòu)，有效地降低了相模天線的高度。

30、3、本發(fā)明通過四個饋電貼片的間距和旋轉(zhuǎn)角度的優(yōu)化提高了各端口之間的隔離度。

31、4、本發(fā)明通過接地平面的開槽提高了各端口之間的隔離度。

技術(shù)特征：

1.一種四端口相模天線，其特征在于，包括：第一介質(zhì)板(32)、第二介質(zhì)板(31)、接地板(2)以及四個饋電端子；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四端口相模天線，其特征在于，所述輻射體(5)為一個帶有環(huán)形輻射狀鋸齒開槽的正方形輻射體；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四端口相模天線，其特征在于，四個所述饋電貼片天線均為矩形貼片；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四端口相模天線，其特征在于，四個所述饋電貼片天線共同組成一個外圍輪廓為正方形的天線結(jié)構(gòu)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的四端口相模天線，其特征在于，所述接地板(2)為正方形結(jié)構(gòu)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的四端口相模天線，其特征在于，所述正方形輻射體的邊長為0.4個工作頻率波長；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四端口相模天線，其特征在于，四個所述饋電端子的外導(dǎo)體均與所述接地板(2)相連接；

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四端口相模天線，其特征在于，所述輻射體(5)與所述接地板(2)通過多個過孔(6)電連接；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的四端口相模天線，其特征在于，所述過孔(6)的間距小于0.1個工作頻率波長。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四端口相模天線，其特征在于，所述第一介質(zhì)板(32)和所述第二介質(zhì)板(31)均為pcb板；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種四端口相模天線，包括：第一介質(zhì)板、第二介質(zhì)板、接地板以及四個饋電端子；第一介質(zhì)板、第二介質(zhì)板以及接地板自上而下依次疊加設(shè)置；第一介質(zhì)板上設(shè)置有輻射體，第二介質(zhì)板上設(shè)置有饋電結(jié)構(gòu)，饋電結(jié)構(gòu)包括：四個饋電貼片天線；第一介質(zhì)板位于輻射體與饋電結(jié)構(gòu)之間，第二介質(zhì)板位于饋電結(jié)構(gòu)與接地板之間；輻射體與接地板電連接，四個饋電端子分別與四個饋電貼片天線相連接；饋電結(jié)構(gòu)在輻射體和接地板組成的腔體中進行饋電；來自四個饋電端子的射頻信號在腔體中激勵起電磁場后，其輻射通過輻射體輻射到空間中。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)拓寬陣列掃描范圍，減小陣列掃描增益滾降和極化控制的功能。

技術(shù)研發(fā)人員：陳念,耿軍平,金榮洪,梁仙靈
受保護的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8