[發明專利]一種圓極化天線及其制備方法

在審

• 申請號: 201710211803.5
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN107146944A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 盧宏達;楊凝;張浩斌;徐欣欣;張斌;汪志強;高香珍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司信息科學研究院
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q15/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于天線技術領域，尤其涉及一種圓極化天線及其制備方法。

背景技術

成像探測是一種典型的無線系統應用，隨著無線收發設備的頻率提高與性能提高，成像探測的精度及應用領域在不斷發展。隨著人類對探測目標更豐富頻譜信息的感知需求越來越強烈，對毫米波甚至太赫茲頻段成像探測設備的需求也愈發迫切。天線作為毫米波、太赫茲成像探測設備中的關鍵感知器件，對整體的探測性能起到至關重要的作用。尤其隨著應用領域的拓展，人們不僅局限于對單一極化的物體信息感知；且隨著系統高集成度、小型化等要求越來越苛刻，使得天線的形式限制條件增多。因此，一種具備圓極化特性、通用接口和一體化緊湊結構且便于陣列擴展的天線單元，是具有很高的實用價值的。

一般地，實現圓極化天線有兩種手段，一是在線極化天線的基礎上，例如喇叭天線，添加單獨的圓極化器，使得線極化波轉換為圓極化波，并進行輻射，得到圓極化輻射場；另一種手段是，采用可以直接產生圓極化場的結構形式，例如螺旋天線，并滿足輻射條件，實現圓極化輻射場。然而，第一種手段會使得天線至少具有兩種獨立結構，第二種手段中的圓極化輻射結構通常較為復雜，對于小型化、緊湊性和集成度均帶來挑戰。

此外，很多圓極化天線為了提供圓極化饋電，會采用巴倫等復雜的饋電結構，無論在設計難度方面還是結構的復雜度方面都帶來困擾。設計方面，幅度和相位的調整很難與天線輻射性能和阻抗匹配相統一；結構方面，又增加了一種獨立結構，且通常不夠穩定，影響系統的可靠性。

發明內容

本發明實施例提出了一種圓極化天線及其制備方法，旨在解決現有圓極化天線，設計結構復雜的問題。

為實現上述目的，本發明實施例提出了一種圓極化天線，所述天線包括：饋電矩形波導(10)；圓極化輻射器(20)，與所述饋電矩形波導(10)相連接，所述圓極化輻射器(20)的前后兩面上分別設置有線性漸變槽(201、202)，所述兩個線性漸變槽(201、202)為中心對稱的對跖槽。

優選的，所述圓極化輻射器(20)的前后兩面上分別設置有線性漸變槽(201、202)，所述兩個線性漸變槽(201、202)為中心對稱的對跖槽。

優選的，所述饋電矩形波導(10)與所述圓極化輻射器(20)直接連接，所述饋電矩形波導(10)的輸出截面與所述圓極化輻射器(20)的初始截面相同。

優選的，所述饋電矩形波導(10)與所述圓極化輻射器(20)均為金屬材料或硅材料濺射金屬層形成。

優選的，所述線性漸變槽(201、202)的上開口寬度大于下開口寬度。

優選的，所述饋電矩形波導(10)的口面長度Wg為所述兩個線性漸變槽(201、202)下開口的外邊的平行線的距離。

優選的，所述饋電矩形波導(10)的寬度Lg為所述圓極化輻射器(20)的前后兩面上兩個線性漸變槽(201、202)的內邊的平行距離。

優選的，所述線性漸變槽(201、202)的高度L等于所述圓極化輻射器的高度，所述線性漸變槽的高度用于控制天線口面的相位分布。

優選的，所述線性漸變槽(201、202)的寬度Wa為所述兩個線性漸變槽(201、202)上開口外邊的平行線的距離，所述線性漸變槽的寬度Wa用于控制天線的最大輻射口徑。

優選的，所述線性漸變槽(201、202)的下開口的內邊的平行距離Wc及上開口的內邊的平行距離Wb決定了所述線性漸變槽的起點和終點，使波導輸出的線極化電磁波產生兩個相位相差90°的垂直分量。

本發明實施例還提出了一種圓極化天線的制備方法，所述方法包括如下步驟：在第一基片上刻蝕第一線性漸變槽；在第二基片上刻蝕第二線性漸變槽和饋電矩形波導槽；對所述刻蝕后的第一、第二基片進行金層濺射；將所述第一、第二基片通過金-金熱壓鍵合工藝合成整體，并經劃片形成所述圓極化天線。

本發明實施例提出的圓極化天線及其制備方法，通過在圓極化輻射器的前后兩面上分別設置線性漸變槽，使得本來完全封閉的喇叭結構變為半開放式結構，從而形成了更大的等效輻射面。同時該結構設計使得輻射口面的單一線極化波的極化方向產生偏轉，并可分解為兩個相位相差90°的正交極化分量；從而滿足圓極化波的特性。

附圖說明

附圖，其被包括以提供本發明的進一步理解而且被并入并構成本說明書的一部分，所述附圖示出本發明的實施例并且連同說明書用來解釋本發明的原理，在附圖中：

圖1為本發明實施例的圓極化天線的結構示意圖之一；