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专利号: 2020110356183
申请人: 重庆大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-03-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:该天线阵列包括第一介质基板(1)、第二介质基板(2)、第三介质基板(3)、第四介质基板(4)、去耦结构(5)、两个相同的左单元磁偶极子(6)和右单元磁偶极子(7)、金属柱(8)、两个相同的左单元电偶极子(9)和右单元电偶极子(10)、两个相同的左单元激励源(11)和右单元激励源(12)、以及尼龙柱支架(13);

所述第一介质基板(1)、第二介质基板(2)、第三介质基板(3)、第四介质基板(4)相互平行且彼此隔开;

所述去耦结构(5)贴设于第一介质基板(1)上表面,放置在+X轴上;

所述两个相同的左单元磁偶极子(6)、右单元磁偶极子(7)由第八金属条带、两个金属柱(8)和两个尺寸相同的第九金属条带组成;所述第八金属条带贴设于第二介质基板(2)的上表面,平行于X轴放置;所述两个尺寸相同的第九金属条带贴设于第四介质基板(4)的上表面,平行于X轴放置;所述第八金属条带和两个尺寸相等的第九金属条带通过两个金属柱(8)连接,从而形成环形电流;

上表面和第四介质基板(4)上表面并通过金属柱(8)连接,平行于X轴放置;

所述两个相同的左单元电偶极子(9)和右单元电偶极子(10)贴设于第三介质基板(3),平行于X轴放置;

所述两个相同的左单元激励源(11)和右单元激励源(12)贴设于第四介质基板(4)的下表面,平行于X轴放置;

所述尼龙柱支架(13)用来固定四个介质基板的相对高度;

所述天线阵列,利用加载近场去耦结构技术使阵列单元间隔离度提高;通过加载去耦结构抑制两个不同频段的磁偶极子间的耦合,优化惠更斯源单元的惠更斯源辐射模式;

去耦结构在第一介质基板、第四介质基板上的正投影位于左单元磁偶极子、右单元磁偶极子之间。

2.根据权利要求1所述的一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:所述去耦结构(5)由两个位置对称、尺寸相等的第一弯曲条带和第二弯曲条带,以及一个竖直摆放的第一金属条带按工字型组成;

所述第一弯曲条带、第二弯曲条带和第一金属条带贴设于第一介质基板(1)的上表面,所述第一金属条带放置在X轴上;

所述第一弯曲条带和第二弯曲条带贴设于第一介质基板(1)的上表面,位置相互对称且与第一金属条带垂直;

所述去耦结构(5)的第一弯曲条带、第二弯曲条带由两个相同的第二金属条带、第三金属条带、第四金属条带、第五金属条带、第六金属条带及第七金属条带组成。

3.根据权利要求2所述的一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:所述两个相同的左单元电偶极子(9)和右单元电偶极子(10)由两个相同的斧臂和第十金属条带组成;所述斧臂由两个同为60°的第一扇形、和第二扇形相减而得,通过第十金属条带连接形成电偶极子。

4.根据权利要求1所述的一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:所述两个相同的左单元激励源(11)和右单元激励源(12)分别由第十一金属条带、第十二金属条带组成;

所述第十一金属条带、第十二金属条带贴设于第四介质基板下表面平行于X轴放置。

5.根据权利要求4所述的一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:所述两个相同的左单元磁偶极子(6)和右单元磁偶极子(7)互相平行;

所述两个相同的左单元电偶极子(9)和右单元电偶极子(10)互相平行;

所述两个相同的左单元激励源(11)和右单元激励源(12)互相平行;

每对电偶极子、磁偶极子及激励源相位中心重合;

左单元磁偶极子(6)、左单元电偶极子(9)及左单元激励源(11)组成第一惠更斯源天线单元;

右单元磁偶极子(7)、右单元电偶极子(10)及右单元激励源(12)组成第二惠更斯源天线单元;

第一惠更斯源天线单元和第二惠更斯源天线单元的中心间距g1为60mm,对应0.3λ0;

所述两个相同的左单元激励源(11)和右单元激励源(12)分别位于其对应的惠更斯源天线单元中左单元磁偶极子(6)和右单元磁偶极子(7)所在的第四介质基板(4)的下表面,左单元激励源(11)和右单元激励源(12)激励起对应的左单元磁偶极子(6)和右单元磁偶极子(7),进而左单元磁偶极子(6)和右单元磁偶极子(7)激励起对应的左单元电偶极子(9)和右单元电偶极子(10),从而形成惠更斯源二元天线阵列。

6.根据权利要求3所述的一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:所述第一介质基板(1)、第二介质基板(2)、第三介质基板(3)和第四介质基板(4)均为半径R1为60mm的圆形结构;

所述第一介质基板(1)、第二介质基板(2)、第三介质基板(3)的厚度均为0.51mm,所述第四介质基板(4)厚度为1.58mm;

所述第一介质基板(1)到第四介质基板(4)的垂直高度为9.7mm~9.8mm,第二介质基板(2)到第四介质基板(4)的垂直高度为8.4mm~8.5mm,第三介质基板(3)到第四介质基板(4)的垂直高度为6.2mm~6.3mm;

所述第一金属条带的长度L7为102mm,宽度W2为2.4mm;

所述第二金属条带的长度L1为31mm,宽度W1为1.6mm;

所述第三金属条带的长度L2为8.6mm,宽带W1为1.6mm;

所述第四金属条带的长度L3为20.6mm,宽度W1为1.6mm;

所述第五金属条带的长度为L4为10.6mm,宽度W1为1.6mm;

所述第六金属条带的长度L5为20.6mm,宽度W1为1.6mm;

所述第七金属条带的长度L6为17.6mm,宽度W1为1.6mm;

所述第八金属条带的长度L8为41mm,宽度W3为3.5mm;

所述金属柱(8)的高度h3为6.8~6.9mm,半径R2为1.2mm~1.3mm;

所述两个相同的第九金属条带的长度L9为17.1mm,宽度W4为3.5mm,间距g2为6.8mm;

所述第十金属条带的长度L10为48.1mm,宽度W5为1.6mm。

7.根据权利要求3所述的一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:所述第一扇形,第二扇形对应圆的半径分别为R3为24.05mm,R4为21.95mm,扇形弧度θ为60°。

8.根据权利要求3所述的一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:所述两个相同的左单元电偶极子(9)和右单元电偶极子(10)的四个相同金属圆环的内半径R5为1.8mm,外半径R6为2.8mm。

9.根据权利要求4所述的一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:所述第十一金属条带的长度L11为10mm,宽度W6为1.5mm;所述第十二金属条带的长度L12为6.5mm,宽度W7为1.5mm。

10.根据权利要求1所述的一种边射惠更斯源二元天线阵列,其特征在于:所述去耦结构(5)、两个相同的左单元磁偶极子(6)、右单元磁偶极子(7)、两个相同的左单元电偶极子(9)、右单元电偶极子(10)及两个相同的左单元激励源(11)、右单元激励源(12)均为厚度相同的覆铜薄膜。