[實用新型]一種太赫茲圓極化天線

有效

• 申請號: 201420644587.5
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN204167471U
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 曹新宇;楊虹蓁
• 申請（專利權）人: 曹新宇
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q15/24
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;黃燦

技術領域

本實用新型涉及天線技術領域，尤其涉及一種太赫茲圓極化天線。

背景技術

隨著現有通信頻段資源的日益稀缺，通信的容量和速度要求迅速發展，人們將目光投向了太赫茲頻段，太赫茲頻段近來在生物醫學，雷達探測，無線通信等領域有了長足的發展。從太赫茲天線的發展和設計思路來看，主要從以下三方面開展：一是將傳統天線按照頻率進行比例縮放；二是對平面天線的介質層做消除表面波效應處理；三是用新型電磁材料來設計天線。

然而，現在的縮放天線，如喇叭、微帶貼片天線，都屬于窄帶形式，不能充分利用太赫茲的寬廣頻域資源。此外，雖然有消除表面波的處理，但由于一般采取的都是駐波天線，高頻電流在介質中反復震蕩，會產生高的介質損耗。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種太赫茲圓極化天線，能夠使信號以圓極化的形式輸出，避免接收端出現交叉極化損耗，實現寬頻域工作和更好地收發耦合。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

依據本實用新型的一個方面，提供了一種太赫茲圓極化天線，包括：

固定支架；

信號輸入端；

天線單元，天線單元包括：四個單元片，且四個單元片以十字交叉的形式固定連接在固定支架上；

兩個90度相移器，兩個90度相移器的一端分別和四個單元片中位于同一平面上的兩個單元片通過饋線連接，且兩個90度相移器的另一端及另兩個位于同一平面上的單元片通過饋線與信號輸入端連接。

其中，固定支架為高阻電磁支架。

其中，饋線包括：主饋線、第一分支饋線、第二分支饋線、第三分支饋線和第四分支饋線，且第一分支饋線與第二分支饋線構成一矩形，第三分支饋線與第四分支饋線構成一矩形；

其中，主饋線為信號輸入端，第一分支饋線上連接有一90度相移器，第二分支饋線上連接有另一90度相移器，且第一分支饋線、第二分支饋線、第三分支饋線和第四分支饋線的一端分別與一單元片連接，第一分支饋線、第二分支饋線、第三分支饋線和第四分支饋線的另一端均與主饋線連接。

其中，單元片包括第一金屬貼片層、第二金屬貼片層和第三金屬貼片層，第一金屬貼片層和第三金屬貼片層為接地層，第二金屬貼片層為中心導帶層。

其中，第一金屬貼片層、第二金屬貼片層及第三金屬貼片層上的曲線結構的一側均開設多排扼流槽，且第一金屬貼片層、第二金屬貼片層及第三金屬貼片層上的多排扼流槽在縱向方向上對齊，且位于同一平面上的兩個單元片上的扼流槽關于固定支架對稱。

其中，單元片包括兩層金屬貼片層，且其中一層金屬貼片層為接地層，另外一層金屬貼片層為中心導帶層。

其中，兩層金屬貼片層上的曲線結構的一側均開設多排扼流槽，且兩層金屬貼片層上的多排扼流槽在縱向方向上對齊，且位于同一平面上的兩個單元片上的扼流槽關于固定支架對稱。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的太赫茲圓極化天線，采用天線單元為組成核心，該天線單元屬于Vivaldi行波天線，且行波天線的特點是將天線上電流以行波分布的方式在天線上傳播，使天線上的電流呈行波態，能量在行進過程中全部或大部分輻射到空間中。又由于該天線單元末端的匹配負載的存在，所以使得本實用新型的太赫茲圓極化天線很好地抑制了反射波的出現，從而減少了波在介質中反復震蕩現象，進而減小了介質損耗。

由于天線以行波狀態工作，所以當頻率變化時，本實用新型的太赫茲圓極化天線的輸入阻抗近似不變，輻射方向圖的變化也非常小，因此帶寬較寬，進而實現了對太赫茲頻域資源的充分利用。

此外，天線單元的四個單元片以十字交叉的形式固定連接在固定支架上，使得橫縱單元饋源信號相位正交，在天線前方，信號能夠以圓極化的形式輸出，便于太赫茲天線收發耦合，避免了交叉極化損耗。

進一步地，固定支架為高阻電磁支架，使得能夠很好地阻止各單元片之間的表面波耦合影響。

進一步地，饋線以矩形方式連接，使得本實用新型的太赫茲圓極化天線在實際的制作工藝及相關參數的計算過程及方法更加簡單。

進一步地，天線單元的單元片包括三層金屬貼片層，使得作為接地層的第一金屬貼片層和第三金屬貼片層分別與導帶層輸出的波矢量在垂直金屬貼片方向的分量上，能夠相互抵消，從而進一步地避免單個單元片輸出信號的交叉電平出現。

進一步地，在任一個金屬貼片層上的曲線結構的一側均開設多排扼流槽，能夠抑制由于終端匹配不理想而產生的回波現象，使能量輸出率提高。

附圖說明