03:第3子單元的阿基米德螺旋槽線；
[0050]L:金屬接地板邊長；
[0051]L1:天線的介質(zhì)基板邊長；
[0052]H2:天線的介質(zhì)基板厚度；
[0053]a:方形通孔的邊長；
[0054]r:圓形通孔的半徑；
[0055]W1:圓形通孔之間的距離；
[0056]g:電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元之間的間隔；
[0057]H:電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板的厚度；
[0058]L2:電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元長邊；
[0059]W2:電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元寬邊；
[0060]W3:槽線的寬度；
[0061 ]W4:電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元的雙金屬化過孔中心的距離；
[0062]L3:圓極化貼片天線的輻射貼片的邊長；
[0063]R:金屬化過孔的半徑。
【具體實(shí)施方式】
[0064]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0065]圖1A至圖1C為本發(fā)明較佳實(shí)施例的整體示意圖，圖2A至圖2B為本發(fā)明實(shí)例的費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的單元示意圖。
[0066]如圖1A至圖1C所示，費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板300、金屬貼片101、金屬化過孔303、方形通孔302、圓形通孔301和金屬地板201。電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板300具有相互平行的第一表面100和第二表面200，其中第二表面200為金屬接地板201。金屬貼片101位于第一表面100，由費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元500按照5 X 15周期排列組成。金屬化過孔303貫穿電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板300。方形通孔302位于電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板300的四個(gè)角，方形通孔302四周排布著四個(gè)圓形通孔301。
[0067]如圖2A至圖2B所示，費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元500之間的間距g相等。電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元500包括兩個(gè)金屬化過孔303和304，其金屬貼片101沿長邊(L2)方向可分為三部分，記為第1子單元501、第2子單元502和第3子單元503;第1子單元501與第3子單元503中心分別有金屬化過孔303和304，且?guī)в邢嗤?shù)和相同旋向的阿基米德螺旋槽線，阿基米德螺旋槽線起點(diǎn)分別位于金屬化過孔303和304內(nèi)側(cè)。費(fèi)馬槽線602位于第2子單元502，槽線兩端與第1子單元501的阿基米德螺旋槽線601末端和第3子單元503的阿基米德螺旋槽線603末端相連接，使得第I子單元501的阿基米德螺旋槽線601、第2子單元502的費(fèi)馬槽線602與第3子單元503的阿基米德螺旋槽線603三條槽線相連通。
[0068]如圖1A至圖1C、圖2A至圖2B所示:費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)采用雙面覆銅的印制電路板材，通過PCB制版技術(shù)加工而成。具體較佳實(shí)施例，電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板300邊長L為210mm，厚度H為2mm，介電常數(shù)為2.9，金屬貼片的材質(zhì)為銅。金屬地板200的材質(zhì)為銅，長和寬為210mm。金屬化過孔303的半徑為0.5mm，方形通孔302的長和寬為22.0mm，電磁帶隙結(jié)構(gòu)的圓形通孔301和天線的圓形通孔405半徑均為0.5mm。
[0069]如圖2A至圖2B所示，費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元長寬比為3:1，長L2為39mm，寬W2為13mm。費(fèi)馬槽線602和阿基米德螺旋槽線601的槽線線寬W3為
0.5mm，阿基米德螺旋槽線601和603的圈數(shù)為4，電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元之間的間隔g為0.5mm。
[0070]如圖1A所示，具體較佳實(shí)施例，天線單元400由天線介質(zhì)基板402、輻射貼片401和金屬地板403組成。天線介質(zhì)基板402的邊長LI為22.0mm，厚度H2為2mm，介電常數(shù)為28。輻射貼片401的邊長L3為11.0mm，輻射貼片401通過切角404實(shí)現(xiàn)圓極化。天線單元400采用同軸線饋電，同軸線內(nèi)導(dǎo)體通過天線的金屬化過孔406與輻射貼片401相焊接，同軸線外導(dǎo)體與天線的金屬地板403相焊接。天線單元400依次旋轉(zhuǎn)90°，形成四元天線陣。天線單元400的饋電同軸線通過電磁帶隙結(jié)構(gòu)的方形通孔302，依次穿過電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板300的第一表面100和第二表面200。天線單元400通過天線的圓形通孔405和電磁帶隙結(jié)構(gòu)的圓形通孔301，固定在電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板300的第一表面100上。
[0071]圖3為帶有費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線的電磁帶隙(EBG)結(jié)構(gòu)與不帶有EBG結(jié)構(gòu)的天線陣的S21仿真結(jié)果比較。天線中心頻率為1.268GHz，不帶有EBG結(jié)構(gòu)的天線單元間傳輸系數(shù)為-19.2dB，帶有費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔EBG結(jié)構(gòu)的天線單元間傳輸系數(shù)為_19.9dB?？梢钥闯?，添加EBG結(jié)構(gòu)后的天線陣單元間的隔離度提高了 0.7dB，因此EBG結(jié)構(gòu)對(duì)天線單元間互耦具有一定的抑制作用。
[0072]由上述本發(fā)明較佳實(shí)施例可知，應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:將費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)與天線結(jié)合應(yīng)用提高了天線單元之間隔離度，有效抑制單元間互耦，改善了天線性能。
[0073]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的低互耦天線陣，其特征在于:包括費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)和四元圓極化天線陣，其中: 所述的費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)包括金屬貼片、電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板、金屬地板、金屬化過孔、圓形通孔和方形通孔，電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板具有平行的第一表面和第二表面，第一表面為周期性排列的金屬貼片，第二表面為金屬地板； 所述的四元圓極化天線陣包括輻射貼片、天線介質(zhì)基板、金屬地板、金屬化過孔和圓形通孔，天線介質(zhì)基板具有平行的第一表面和第二表面，第一表面為輻射貼片，第二表面為金屬地板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的低互耦天線陣，其特征在于:電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元為雙金屬化過孔結(jié)構(gòu)，其長寬比為3:1，單元間距相等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的低互耦天線陣，其特征在于:電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板的第一表面為周期性排列的矩形金屬貼片沿長邊可分為三部分，依次記為第I子單元、第2子單元和第3子單元，第I子單元與第3子單元中心有金屬化過孔，且?guī)в邢嗤?shù)和相同旋向的阿基米德螺旋槽線，阿基米德螺旋槽線起點(diǎn)分別位于金屬化過孔內(nèi)側(cè)。費(fèi)馬槽線位于第2子單元，槽線兩端將第I子單元和第3子單元的阿基米德螺旋槽線末端相連接。第I子單元的阿基米德螺旋槽線、第2子單元的費(fèi)馬槽線與第3子單元的阿基米德螺旋槽線三條槽線相連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的低互耦天線陣，其特征在于:所述的方形通孔位于電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板的四個(gè)角，每個(gè)方形通孔四角周圍排布有四個(gè)圓形通孔。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的低互耦天線陣，其特征在于:輻射貼片為正方形，通過貼片對(duì)角切角實(shí)現(xiàn)圓極化，采用同軸線饋電，同軸線內(nèi)導(dǎo)體通過金屬化過孔與輻射貼片相焊接，同軸線外導(dǎo)體與天線介質(zhì)基板第二表面的金屬地板相焊接，四個(gè)圓極化天線單元位于費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的四角，且依次旋轉(zhuǎn)90度，天線單元的饋電同軸線通過電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板的方形通孔，依次穿過電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板第一表面和第二表面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的低互耦天線陣，其特征在于:圓極化天線單元四角有四個(gè)圓形通孔，與費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的四個(gè)方形通孔周圍的四個(gè)圓形通孔直徑和孔間距相同，用于將圓極化天線固定在電磁帶隙結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板的第一表面上。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種采用費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)的低互耦天線陣，包括費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)和四元圓極化天線陣。費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)由多個(gè)電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元通過周期性排列組合而成，電磁帶隙結(jié)構(gòu)單元的長寬比為3:1，單元中間的費(fèi)馬槽線與位于單元兩端的兩條相同圈數(shù)、相同旋向的阿基米德螺旋槽線相連接，兩個(gè)金屬化過孔分別位于兩條阿基米德螺旋槽線的中心。四元圓極化天線陣為同軸線饋電，天線單元依次旋轉(zhuǎn)90度。本發(fā)明費(fèi)馬-阿基米德螺旋槽線雙過孔電磁帶隙結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了小型化，有效地降低了天線單元間互耦，改善了天線陣的輻射性能。
【IPC分類】H01Q1/38, H01Q21/00, H01Q1/52
【公開號(hào)】CN105449354
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510956626
【發(fā)明人】張巖, 魚婷, 孔令宇, 于曉萌, 李武濤, 郎榮玲, 秦紅磊
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日