一种极化和相位360度可调的透镜单元制造技术

本发明专利技术公开了一种极化和相位360度可调的透镜单元，包括：相位调制单元及与所述相位调制单元紧贴设置的极化转化单元；所述相位调制单元包括多个相位介质基板以及紧贴于所述相位介质基板表面上的相位金属贴片；所述极化转化单元包括多个极化介质基板以及紧贴于所述极化介质基板表面上的极化金属贴片。根据本发明专利技术，单元反射系数低，插入损耗低，通过单元尺寸成比例的缩减，工作频率范围可覆盖微波、毫米波和太赫兹频段，可应用于相控阵天线、频率扫描天线等各种天线，实现多极化波束扫描功能。实现多极化波束扫描功能。实现多极化波束扫描功能。

【技术实现步骤摘要】
一种极化和相位360度可调的透镜单元


[0001]本专利技术涉及透镜的
，特别涉及一种极化和相位360度可调的透镜单元。

技术介绍

[0002]随着现代通信技术的发展，无线通信系统对天线的性能要求越来越高，单一功能的天线己经难以满足无线电技术发展的需求。在5G/6G等新一代无线通信、卫星通信、物联网等领域多采用具有波束扫描和多种极化功能的天线。波束扫描天线具有高增益和大角度波束覆盖范围。另一方面，未来移动通信的发展呈现出天地海空一体化的发展趋势，即地面移动通信与卫星通信等实现多网融合，然而不同的无线通信网络采用的天线极化方式不同，为了满足多网融合需求，要求波束扫描天线具有多极化工作的功能；同时，极化分集技术还能够提高系统信道容量，进一步满足海量无线连接数目的增长需求。然而，目前的无线通信系统天线通常只工作于线极化或圆极化，波束扫描天线多以线极化为主。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的是提供一种极化和相位360度可调的透镜单元，该单元反射系数低，插入损耗低，通过单元尺寸成比例的缩减，工作频率范围可覆盖微波、毫米波和太赫兹频段，可应用于相控阵天线、频率扫描天线等各种天线，实现多极化波束扫描功能。为了实现根据本专利技术的上述目的和其他优点，提供了一种极化和相位360度可调的透镜单元，包括：
[0004]相位调制单元及与所述相位调制单元紧贴设置的极化转化单元；
[0005]所述相位调制单元包括多个相位介质基板以及紧贴于所述相位介质基板表面上的相位金属贴片；
[0006]所述极化转化单元包括多个极化介质基板以及紧贴于所述极化介质基板表面上的极化金属贴片。
[0007]优选的，所述相位调制单元包括第一相位介质基板、与所述第一相位介质基板紧贴的第二相位介质基板及所述第二相位介质基板紧贴的第三相位介质基板。
[0008]优选的，所述第一相位介质基板一侧面上贴附有第一相位金属贴片，另一侧面上贴附有第二相位金属贴片，所述第二相位金属贴片远离第一相位介质基板的一侧面贴附有第二相位介质基板。
[0009]优选的，所述第二相位介质基板远离第二相位金属贴片的一侧面上贴附有第三相位金属贴片，所述第三相位金属贴片远离第二相位介质基板的一侧面上贴附有第三相位介质基板，所述第三相位介质基板远离第三相位金属贴片的一侧面上贴附有第四相位金属贴片。
[0010]优选的，所述第一相位金属贴片、第二相位金属贴片及第三相位金属贴片上均分别贴附有第一相位方形金属片、第二相位方形金属片、第三相位方形金属片及第四相位方形金属片，且所述第一相位金属贴片与第一相位方形金属片、第二相位金属贴片与第二相
位方形金属片、第三相位金属贴片与第三相位方形金属片及第四相位金属贴片与第四相位方形金属片之间均形成方环形缝隙，第一相位方形金属片、第二相位方形金属片、第三相位方形金属片及第四相位方形金属片的尺寸大小不同。
[0011]优选的，所述极化转化单元包括第一极化介质基板及贴附于所述第一极化介质基板的第二极化介质基板，所述第一极化介质基板一侧面紧贴有第四相位金属贴片，另一侧面紧贴有第一极化金属贴片。
[0012]优选的，所述第一极化金属贴片远离第一极化介质基板一侧面紧贴有第二极化介质基板，所述第二极化介质基板远离第一极化金属贴片一侧面上贴附有金属圆环贴片。
[0013]优选的，所述第一极化金属贴片上开设有一圆形缝隙，所述金属圆环贴片开设有一开口缝隙，所述第四相位方形金属片、第一极化介质基板、第一极化金属贴片、第二极化介质基板及金属圆环贴片上均开设有金属化过孔。
[0014]优选的，所述圆形缝隙的直径为第一直径值，所述金属化过孔的直径为第二直径值，所述第一直径值大于第二直径值。
[0015]本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：
[0016](1)通过相位调制单元的相位可实现360度覆盖，经过金属化过孔耦合到上层开口圆环辐射单元，实现线极化和圆极化的转化功能，馈电方式简单易实现。
[0017](2)本专利技术反射系数低，插入损耗低。
[0018](3)本专利技术工作频率范围包括微波、毫米波和太赫兹频段。
[0019](4)本专利技术可通过改变最上层辐射贴片结构实现水平-垂直，线-圆，左旋-右旋等多种极化转化。
[0020](5)相比于传统透镜单元1/4波长的介质基板厚度，本专利技术单层介质基板厚度不到1/10波长，具有低剖面特点。
[0021](6)本专利技术介质基板均采用低介电常数和低插损的材料，无空气层，易于加工。
附图说明
[0022]图1为根据本专利技术的极化和相位360度可调的透镜单元的三维结构爆炸示意图；
[0023]图2为根据本专利技术的极化和相位360度可调的透镜单元的侧视图；
[0024]图3为根据本专利技术的极化和相位360度可调的透镜单元的相位调制单元的三维结构爆炸示意图；
[0025]图4为根据本专利技术的极化和相位360度可调的透镜单元的极化转化单元的三维结构透视示意图；
[0026]图5为根据本专利技术的极化和相位360度可调的透镜单元的相控阵透镜天线示意图；
[0027]图6为根据本专利技术的极化和相位360度可调的透镜单元的S参数图；
[0028]图7为根据本专利技术的极化和相位360度可调的透镜单元的在不同频率处的透射相位图；
[0029]图8为根据本专利技术的极化和相位360度可调的透镜单元的在不同频率处的轴比图。
[0030]图中：100.相位调制单元；200.极化转化单元；110.相位介质基板；120.相位金属贴片；130.方环形缝隙；210.极化介质基板；111.第一相位介质基板；112.第二相位介质基板；113.第三相位介质基板；121.第一相位金属贴片；122.第二相位金属贴片；123.第三相
位金属贴片；124.第四相位金属贴片；211.第一极化介质基板；212.第二极化介质基板；220.第一极化金属贴片；230.圆形缝隙；240.金属圆环贴片；250.金属化过孔；260.开口缝隙；141.第一相位方形金属片；142.第二相位方形金属片；143.第三相位方形金属片；144.第四相位方形金属片。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]参照图1-8，一种极化和相位360度可调的透镜单元，包括：相位调制单元100及与所述相位调制单元100紧贴设置的极化转化单元200；
[0033]所述相位调制单元100包括多个相位介质基板110以及紧贴于所述相位介质基板110表面上的相位金属贴片120；
[0034]所述极化转化单元200包括多个极化介质基板210以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极化和相位360度可调的透镜单元，其特征在于，包括：相位调制单元(100)及与所述相位调制单元(100)紧贴设置的极化转化单元(200)；所述相位调制单元(100)包括多个相位介质基板(110)以及紧贴于所述相位介质基板(110)表面上的相位金属贴片(120)；所述极化转化单元(200)包括多个极化介质基板(210)以及紧贴于所述极化介质基板(210)表面上的极化金属贴片。2.如权利要求1所述的一种极化和相位360度可调的透镜单元，其特征在于，所述相位调制单元(100)包括第一相位介质基板(111)、与所述第一相位介质基板(111)紧贴的第二相位介质基板(112)及所述第二相位介质基板(112)紧贴的第三相位介质基板(113)。3.如权利要求2所述的一种极化和相位360度可调的透镜单元，其特征在于，所述第一相位介质基板(111)一侧面上贴附有第一相位金属贴片(121)，另一侧面上贴附有第二相位金属贴片(122)，所述第二相位金属贴片(122)远离第一相位介质基板(111)的一侧面贴附有第二相位介质基板(112)。4.如权利要求3所述的一种极化和相位360度可调的透镜单元，其特征在于，所述第二相位介质基板(112)远离第二相位金属贴片(122)的一侧面上贴附有第三相位金属贴片(123)，所述第三相位金属贴片(123)远离第二相位介质基板(112)的一侧面上贴附有第三相位介质基板(113)，所述第三相位介质基板(113)远离第三相位金属贴片(123)的一侧面上贴附有第四相位金属贴片(124)。5.如权利要求2-4所述的任一的一种极化和相位360度可调的透镜单元，其特征在于，所述第一相位金属贴片(121)、第二相位金属贴片(122)、第三相位金属贴片(123)及第四相位金属贴片(124)上均分别贴附有第一相位方形金属片(141)、第二相位方形金属片(142)、第三相位方形金属片(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：何国强，徐涛，杨雪霞，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：