一種采用超材料介質板的陣列天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種采用超材料介質板的陣列天線，包括輻射模塊、諧振腔模塊、耦合模塊和饋電網絡模塊并依次設置，在所述輻射模塊上設置有超材料的介質板，在所述介質板上設置有金屬貼片，所述金屬貼片緊靠在一起并成行的排列在介質板上；本實用新型打破現有平板天線設計結構的思維模式，經過大量的實驗仿真設計出本實用新型獨特結構的衛星平板天線，使整個平板天線的結構緊湊、增益高，實現了現有衛星平板天線高效率、帶寬大、小尺寸的技術要求，提高了天線的效益。
【專利說明】
一種采用超材料介質板的陣列天線
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種采用超材料介質板的陣列天線，屬于通信平板天線的技術領域。
【背景技術】
[0002]平板天線具有重量輕、體積小、占用空間少、風阻小、效率高等優勢，平板天線相對于拋物面天線等其它形式的天線來說具有較高的效率，增益較高，體積小，但目前平板天線的效率在75 %?80 %之間，從技術模塊面較難突破效率80 %，以實現更高的效率。現有的平板天線結構多樣，但多數僅滿足近距離通信的技術條件，而且也不利于組陣以實現更高的增益。例如，中國專利申請CN101752655A公開了一種平板天線，包括一基板、多個天線本體以及一金屬模塊。所述多個天線本體設置在基板的一表面，且金屬模塊設置在基板的另一表面。金屬模塊具有多個凹槽，分別穿插在所述多個天線本體之間。所述多個天線本體局部地對應于金屬模塊，并用以配合具有兩個以上的多路徑傳輸的一通信系統來同時發射并接收電磁信號。但是該專利申請的工作頻率較低:2.4GHz，雖然體積較小，但是整個平板天線的增益不高，實際應用中僅僅滿足近距離信號傳輸的要求，應用領域受限。而且該專利也不利于組陣以實現更高的增益。
【實用新型內容】
[0003]對上述現有技術的現狀，本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種采用超材料介質板的陣列天線，以解決現有技術中導致的上述多項缺陷。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供以下的技術方案:一種采用超材料介質板的陣列天線，包括輻射模塊、諧振腔模塊、耦合模塊和饋電網絡模塊并依次設置，所述輻射模塊包括柵格和輻射縫，輻射縫在輻射模塊的底部，所述諧振腔模塊包括諧振腔腔體和耦合孔，所述耦合孔位于諧振腔底部，所述耦合模塊包括耦合孔和饋電口并與諧振腔模塊通過耦合孔相對應，所述饋電網絡模塊與耦合模塊通過饋電口相對應，其特征在于:所述每個模塊都為平板狀并通過活動式連接，在所述輻射模塊上設置有超材料的介質板，在所述介質板上設置有金屬貼片，所述金屬貼片緊靠在一起并成行的排列在介質板上。
[0005]優選的，所述活動式連接為承插式，于每一個模塊的上端面設有插槽，于每一個模塊的下端面設有插銷，所述插銷和插槽相匹配。
[0006]優選的，所述插銷與模塊的下端面通過螺紋連接固定。優選的，所述金屬貼片采用S形并按照10行X 32列的方式排列在介質板上。
[0007]優選的，所述介質板的介電常數為2.68。
[0008]優選的，所述輻射模塊包括16個輻射單元并按照4X 4的方式排列在輻射模塊上。
[0009]優選的，所述諧振腔模塊包括四個諧振腔單元并按照2X 2的方式排列，所述每個諧振腔單元都包括諧振腔腔體和耦合孔。
[0010]優選的，所述耦合模塊包括四個耦合單元并按照2X 2的方式排列，所述每個耦合單元都包括親合孔。
[0011]優選的，所述饋電網絡模塊包括功分器、臺階、饋電波導和饋電口，所述饋電波導設于饋電口處并與功分器相通，所述功分器設有四個功分出口，而每個功分出口與耦合孔對應。
[0012]采用以上技術方案的有益效果是:本實用新型所述的平板天線采用超材料的介質板設置在所述輻射模塊的表面，電磁波由饋電口經饋電波導進入耦合孔，在耦合孔經過臺階的作用進入諧振腔，在諧振腔中經過輻射縫進入柵格輻射器，在柵格輻射器的上面附有一模塊超材料的介質板，所述電磁波通過超材料介質板輻射出去。本實用新型打破現有平板天線設計結構的思維模式，經過大量的實驗仿真設計出本實用新型獨特結構的衛星平板天線，使整個平板天線的結構緊湊、增益高，實現了現有衛星平板天線高效率、帶寬大、小尺寸的技術要求，提高了天線的效益。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型所述平板天線的發散結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型所述超材料介質板的結構不意圖；
[0015]圖3是本實用新型所述輻射模塊的結構示意圖；
[0016]圖4是本實用新型的諧振腔模塊；
[0017]圖5是本實用新型的耦合模塊；
[0018]圖6是本實用新型的饋電模塊；
[0019]其中:1、介質板，2、輻射模塊，3、諧振腔模塊，4、耦合模塊，5、饋電網絡模塊，6、金屬貼片，7、柵格，8、輻射縫，9、諧振腔，10、耦合孔，11、功分器，12、臺階，13、饋電波導，14、饋電口，15、插銷，16、插槽。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型的一種采用超材料介質板的陣列天線作進一步說明。
[0021]如圖1-6示出，一種采用超材料介質板的陣列天線，包括輻射模塊2、諧振腔模塊3、耦合模塊4和饋電網絡模塊5并依次設置，所述輻射模塊2包括柵格7和輻射縫8，輻射縫8在輻射模塊2的底部，所述諧振腔模塊3包括諧振腔腔體和耦合孔10，所述耦合孔10位于諧振腔9底部，所述耦合模塊4包括耦合孔10和饋電口 14并與諧振腔模塊3通過耦合孔10相對應，所述饋電網絡模塊5與耦合模塊通過饋電口相對應，在所述輻射模塊2上設置有超材料的介質板I，在所述介質板I上設置有金屬貼片6，所述金屬貼片6緊靠在一起并成行的排列在介質板I上。
[0022]在本實施例中，所述活動式連接為承插式，于每一個模塊層的上端面設有插槽16，于每一個模塊層的下端面設有插銷15，所述插銷15和插槽16相匹配，而且所述插銷15與模塊層的下端面通過螺紋連接固定;每個模塊相對獨立，這樣也方便其拆卸與修理。在最下層的平板可以通過螺紋將插銷15卸掉。
[0023]圖2示出的，所述金屬貼片6采用S形并按照10行X32列的方式排列在介質板上，而且在本實施例中，所述介質板的介電常數為2.68。
[0024]圖3示出的，所述輻射模塊2包括16個輻射單元并按照4X4的方式排列在輻射模塊上。
[0025]圖4示出的，諧振腔模塊3包括四個諧振腔單元并按照2X2的方式排列，所述每個諧振腔單元都包括諧振腔腔體和耦合孔10。
[0026]圖5示出的，所述耦合模塊4包括四個耦合單元并按照2X2的方式排列，所述每個親合單元都包括親合孔10。
[0027]圖6示出的，所述饋電網絡模塊5包括功分器11、臺階12、饋電波導13和饋電口14，所述饋電波導13設于饋電口 14處并與功分器11相通，所述功分器11設有四個功分出口，而每個功分出口與耦合孔1對應。
[0028]基上所述，本實用新型所述的一種采用超材料介質板的陣列天線，其中介質板I設置在所述輻射模塊的表面，電磁波由饋電口經饋電波導進入耦合孔10，在耦合孔10經過臺階的作用進入諧振腔9，在諧振腔9中經過輻射縫8進入柵格輻射器，在柵格輻射器的上面附有一模塊超材料的介質板I，所述電磁波通過超材料介質板I輻射出去。本實用新型打破現有平板天線設計結構的思維模式，經過大量的實驗仿真設計出本實用新型獨特結構的衛星平板天線，使整個平板天線的結構緊湊、增益高，實現了現有衛星平板天線高效率、帶寬大、小尺寸的技術要求，提高了天線的效益。
[0029]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，大的本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種采用超材料介質板的陣列天線，包括輻射模塊、諧振腔模塊、耦合模塊和饋電網絡模塊并依次設置，所述輻射模塊包括柵格和輻射縫，輻射縫在輻射模塊的底部，所述諧振腔模塊包括諧振腔腔體和耦合孔，所述耦合孔位于諧振腔底部，所述耦合模塊包括耦合孔和饋電口并與諧振腔模塊通過耦合孔相對應，所述饋電網絡模塊與耦合模塊通過饋電口相對應，其特征在于:所述每個模塊都為平板狀并通過活動式連接，在所述輻射模塊上設置有超材料的介質板，在所述介質板上設置有金屬貼片，所述金屬貼片緊靠在一起并成行的排列在介質板上。2.根據權利要求1所述的一種采用超材料介質板的陣列天線，其特征在于:所述活動式連接為承插式，于每一個模塊的上端面設有插槽，于每一個模塊的下端面設有插銷，所述插銷和插槽相匹配。3.根據權利要求2所述的一種采用超材料介質板的陣列天線，其特征在于:所述插銷與模塊的下端面通過螺紋連接固定。4.根據權利要求1所述的一種采用超材料介質板的陣列天線，其特征在于:所述金屬貼片采用S形并按照10行X 32列的方式排列在介質板上。5.根據權利要求1所述的一種采用超材料介質板的陣列天線，其特征在于:所述介質板的介電常數為2.68。6.根據權利要求1所述的一種采用超材料介質板的陣列天線，其特征在于:所述輻射模塊包括16個輻射單元并按照4X4的方式排列在輻射模塊上。7.根據權利要求1所述的一種采用超材料介質板的陣列天線，其特征在于:所述諧振腔模塊包括四個諧振腔單元并按照2X2的方式排列，所述每個諧振腔單元都包括諧振腔腔體和親合孔。8.根據權利要求1所述的一種采用超材料介質板的陣列天線，其特征在于:所述耦合模塊包括四個耦合單元并按照2 X 2的方式排列，所述每個耦合單元都包括耦合孔。9.根據權利要求1所述的一種采用超材料介質板的陣列天線，其特征在于，所述饋電網絡模塊包括功分器、臺階、饋電波導和饋電口，所述饋電波導設于饋電口處并與功分器相通，所述功分器設有四個功分出口，而每個功分出口與耦合孔對應。
【文檔編號】H01Q1/38GK205583150SQ201620228247
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】徐之敬, 唐文成, 薛麗麗
【申請人】海中信（北京）衛星通信股份公司