[發明專利]一種圓極化天線的諧振單元、其制備方法及圓極化天線

在審

• 申請號: 202111244963.2
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN116031622A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 張瑋;楊芫蘢;曲峰;龐凈
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;北京京東方傳感技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q9/04
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 王迪

本發明公開了一種圓極化天線的諧振單元、其制備方法及圓極化天線，通過諧振單元中的第一基板和第二基板封裝液晶，接地電極、第二基板上的面狀電極和兩者之間的導波介質構成平板波導，天線工作時，饋源從平板波導饋入，輻射能量通過面狀電極上刻蝕的開槽產生諧振單元的饋電，兩條呈中心對稱的螺旋線圖案生成自生電流旋轉的圓極化輻射，面狀電極和貼片電極構成諧振結構且加載的電場控制液晶層中液晶分子偏轉，改變液晶的介電常數，以調整上層輻射貼片的諧振頻率，實現輻射能量的開與斷，通過對諧振單元的輻射強度進行調控，實現天線的波束掃描功能。通過本發明中提出的諧振單元結構，減少了圓極化天線的尺寸，實現圓極化天線的高增益、低軸比。

技術領域

本發明涉及微波射頻器件技術領域，尤指一種圓極化天線的諧振單元、其制備方法及圓極化天線。

背景技術

天線的極化通常是指天線輻射的電磁波的電場矢量方向，即電磁波的大小不變，方向隨時間變化，時變電場矢量末端的運動軌跡垂直于傳播方向的平面上投影。根據投影的形狀不同，天線可分為線極化，橢圓極化和圓極化。

圓極化天線相對于線極化天線有較小的法拉第旋轉效應的影響，對抑制雨霧干擾和抗多徑反射有極好的效果，因而圓極化波常用于衛星導航定位系統的導航信號。

平面螺旋天線的圓極化性能良好，且整個頻段內增益與輸入阻抗均十分穩定，在各式各樣的非頻變天線中脫穎而出，成為超寬帶系統中最常用的天線之一。阿基米德螺旋天線的口徑尺寸大小是由工作頻帶的下邊頻所決定的，當工作頻率很低時，天線的尺寸會變得很大。因此，在一些對天線尺寸有限制的應用場合中，在保持平面螺旋天線良好性能的同時，對天線的結構進行小型化處理是設計者的重要工作之一。

發明內容

本發明實施例提供一種圓極化天線的諧振單元、其制備方法及圓極化天線，用以減少圓極化天線的尺寸，實現圓極化天線的高增益、低軸比。

本發明實施例提供的一種圓極化天線的諧振單元，包括：相對而置的第一基板和第二基板，位于所述第一基板與所述第二基板之間的液晶層，位于所述第一基板面向所述液晶層一側的貼片電極，以及位于所述第二基板面向所述液晶層一側的面狀電極；

其中，所述面狀電極具有開槽，所述貼片電極具有相互獨立的兩條同旋轉中心的螺旋線圖案，兩條所述螺旋線圖案的形狀關于所述旋轉中心呈中心對稱。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述諧振單元中，所述貼片電極的形狀為軸對稱圖形，所述螺旋線圖案為螺旋線狀的縫隙。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述諧振單元中，所述螺旋線狀的縫隙的旋轉中心與所述軸對稱圖形的中心重合。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述諧振單元中，所述螺旋線圖案為螺旋線電極。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述諧振單元中，所述螺旋線圖案的螺旋線臂寬度與相鄰的螺旋線臂之間間隙的寬度一致。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述諧振單元中，所述螺旋線圖案的螺旋線臂長度與所述諧振單元的諧振頻點具有反比關系。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述諧振單元中，兩條所述螺旋線圖案的最外側直徑大于所述諧振單元的最低工作頻率的波長除以π。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述諧振單元中，所述螺旋線圖案的旋轉中心與所述開槽的中心點在所述第二基板上的正投影相互重合。

另一方面，本發明實施例還提供了一種圓極化天線，包括：本發明實施例提供的上述諧振單元，位于所述諧振單元的第二基板背離所述第一基板一側的接地電極，以及填充于所述接地電極與所述第二基板之間的導波介質。

在一種可能的實現方式中，在本發明實施例提供的上述圓極化天線中，所述諧振單元為多個且呈一維或二維陣列排布。