一种全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线，包括从上向下依次设置的第一金属盖板层、上隔板、下隔板和第二金属盖板层，所述第一金属盖板层和第二金属盖板层间设置有两竖排侧立柱单元，所述上隔板和下隔板位于两排侧立柱单元之间；所述上隔板相对水平面的倾斜角度和下隔板相对水平面的倾斜角度相同，所述上隔板与下隔板之间形成中间层。其可以实现宽带性能和良好的圆极化性能，既满足了天线的机械性能和寿命性能，又提高了带宽和加工容差。

A wide band circularly polarized millimeter wave antenna with all metal structure

【技术实现步骤摘要】
一种全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线
本技术涉及毫米波无线通信
，具体涉及一种全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线。
技术介绍
随着5G移动通信技术的逐渐成熟和移动通信系统的不断升级和发展，低频段频谱资源极度紧缺，同时无线业务的爆发式增长又带来超高速无线传输速率的巨大需求，现有的通信频段和技术难以满足日益增长的业务需求。然而在毫米波和太赫兹频段，仍然有大量的空闲频谱资源，这些频谱资源使得提供数十吉比特，甚至上百吉比特的无线通信速率服务成为可能。目前，毫米波无线通信系统的应用越来越广泛，无线通信也离不开天线。由于圆极化天线能够有效地抑制发射端和接收端的极化失配带来的能量损失，因此采用圆极化方案更优。目前宽带圆极化毫米波天线的实现主要有边射缝隙天线和端射介质极化器天线。其中，边射缝隙天线由于其辐射方向和能量传输方向垂直，不适用于点对点的无线传输系统中。介质极化器天线可以很好的实现30％多的相对带宽和良好的圆极化性能，但是介质的引入会增加电磁波的传输损耗，该损耗会随着频率的上升而增高，所以在毫米波、太赫兹波段不是最优的选择。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线，其可以实现宽带性能和良好的圆极化性能，既满足了天线的机械性能和寿命性能，又提高了带宽和加工容差。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线，包括从上向下依次设置的第一金属盖板层、上隔板、下隔板和第二金属盖板层，所述第一金属盖板层和第二金属盖板层间设置有两竖排侧立柱单元，所述上隔板和下隔板位于两排侧立柱单元之间；所述上隔板相对水平面的倾斜角度和下隔板相对水平面的倾斜角度相同，所述上隔板与下隔板之间形成中间层。作为优选的，所述上隔板和下隔板皆为直角梯形结构，所述上隔板的梯形斜边竖直向下的投影与所述下隔板的梯形斜边呈叉形结构。作为优选的，所述上隔板与第一金属盖板层形成上层间隙波导结构，所述下隔板与第二金属盖板层形成下层间隙波导结构，所述上层间隙波导结构与下层间隙波导结构对称设置。作为优选的，所述上隔板的上侧固定设置有多个第一立柱，所述第一立柱与第一金属盖板层之间存在空气间隙。作为优选的，多个所述第一立柱呈矩阵阵列分布。作为优选的，所述下隔板下侧固定设置有多个第二立柱，所述第二立柱与第二金属盖板层之间存在空气间隙。作为优选的，多个所述第二立柱呈矩阵阵列分布。作为优选的，所述侧立柱单元包括从上向下依次设置的第一侧立柱、第二侧立柱和第三侧立柱，所述第一侧立柱和第三侧立柱相对于第二侧立柱对称设置，所述第二侧立柱位于中间层的一侧。作为优选的，所述第一侧立柱呈U形机构。本技术的有益效果：1、本技术中两个反对称的上隔板和下隔板用于产生圆极化波，中间层间隙波导用于馈入电磁波，限制天线的工作频段，此天线的设计既满足了天线的机械性能和寿命性能，又提高了带宽和加工容差。2、本技术的上层间隙波导结构和下层间隙波导结构可对波导高度扩展，可扩展辐射口径的大小，对调节天线性能有关键作用。3、本技术的天线满足宽频带、低反射、圆极化、方向图对称的测试性能。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术去除第一金属盖板层的结构示意图；图3为该天线在不同频率的反射系数示意图；图4为该天线在不同频率的轴比的示意图；图5为不同频率的右旋增益示意图；图6为115GHz天线的辐射方向图一；图7为115GHz天线的辐射方向图二。图中标号说明：10、第一金属盖板层；11、第二金属盖板层；20、上隔板；21、下隔板；22、中间层；30、第一立柱；31、第二立柱；40、第一侧立柱；41、第二侧立柱；42、第三侧立柱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。参照图1-图2所示，本技术的公开了一种全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线，包括从上向下依次设置的第一金属盖板层10、上隔板20、下隔板21和第二金属盖板层11，第一金属盖板层10和第二金属盖板层11间设置有两竖排侧立柱单元，上隔板20和下隔板21位于两排侧立柱单元之间。上隔板20相对水平面的倾斜角度和下隔板21相对水平面的倾斜角度相同，上隔板20与下隔板21之间形成中间层22。中间层22的间隙波导用于连接矩形波导，馈入电磁波，限制天线的工作频段。而上隔板20与第一金属盖板层10形成上层间隙波导结构，下隔板21与第二金属盖板层11形成下层间隙波导结构。上层间隙波导结构和下层间隙波导结构可对波导高度扩展，可扩展辐射口径的大小，对调节天线性能有关键作用。而两个反对称的上隔板20和下隔板21用于产生圆极化波，中间层22间隙波导用于馈入电磁波，限制天线的工作频段，此天线的设计既满足了天线的机械性能和寿命性能，又提高了带宽和加工容差。上层间隙波导结构与下层间隙波导结构对称设置，这种对称的结构增强了天线结构的稳定性。上隔板20和下隔板21皆为直角梯形结构，上隔板20的梯形斜边竖直向下的投影与下隔板21的梯形斜边呈叉形结构。这种隔板形状的设置，使得该天线能够满足了宽频带性能和圆极化性能，且对加工精度要求不高。在上隔板20的上侧固定设置有多个第一立柱30，第一立柱30与第一金属盖板层10之间存在空气间隙。第一立柱30可优化天线性能。多个第一立柱30呈矩阵阵列分布。在下隔板21下侧固定设置有多个第二立柱31，第二立柱31与第二金属盖板层11之间存在空气间隙。第二立柱31可优化天线性能。多个第二立柱31呈矩阵阵列分布。侧立柱单元包括从上向下依次设置的第一侧立柱40、第二侧立柱41和第三侧立柱42，第一侧立柱40和第三侧立柱42相对于第二侧立柱41对称设置，第二侧立柱41位于中间层22的一侧。第二侧立柱41能够锁住电磁波，决定了天线的工作范围。第一侧立柱40呈U形机构。这种U形结构能够便于天线更好地储存电磁波。参照图3-图5所示，可以看出，在76GHz-150GHz，该天线满足反射系数小于-10dB，增益在9.5dB-12dB之间波动，轴比均小于3dB的宽带圆极化低反射特性。图6和图7为115GHz天线的辐射方向图。在三维直角坐标系中，以和Z轴的夹角作为Theta，也就是说Z轴所在的Theta角度为0°，沿Theta转正负180°，展示了在XOZ平面和YOZ平面两个平面上的增益和轴比特性。从图6和图7可以看出，该天线满足辐射对称的特性。以上所述实施例仅是为充分说明本技术而所举的较佳的实施例，本技术的保护范围不限于此。本
的技术人员在本技术基础上所作的等同替代或变换，均在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围以权利要求书为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线，其特征在于，包括从上向下依次设置的第一金属盖板层、上隔板、下隔板和第二金属盖板层，所述第一金属盖板层和第二金属盖板层间设置有两竖排侧立柱单元，所述上隔板和下隔板位于两排侧立柱单元之间；所述上隔板相对水平面的倾斜角度和下隔板相对水平面的倾斜角度相同，所述上隔板与下隔板之间形成中间层。/n

【技术特征摘要】
1.一种全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线，其特征在于，包括从上向下依次设置的第一金属盖板层、上隔板、下隔板和第二金属盖板层，所述第一金属盖板层和第二金属盖板层间设置有两竖排侧立柱单元，所述上隔板和下隔板位于两排侧立柱单元之间；所述上隔板相对水平面的倾斜角度和下隔板相对水平面的倾斜角度相同，所述上隔板与下隔板之间形成中间层。


2.如权利要求1所述的全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线，其特征在于，所述上隔板和下隔板皆为直角梯形结构，所述上隔板的梯形斜边竖直向下的投影与所述下隔板的梯形斜边呈叉形结构。


3.如权利要求1所述的全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线，其特征在于，所述上隔板与第一金属盖板层形成上层间隙波导结构，所述下隔板与第二金属盖板层形成下层间隙波导结构，所述上层间隙波导结构与下层间隙波导结构对称设置。


4.如权利要求1所述的全金属结构隔板宽带圆极化毫米波天线，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹学丰，潘红舟，孙义兴，徐姗，胡志勇，陈姗，魏志猛，
申请(专利权)人：江苏亨通太赫兹技术有限公司，上海亨临光电科技有限公司，江苏亨通光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32