一种双极化辐射天线结构制造技术

本申请涉及一种双极化辐射天线结构。包括：辐射单元和连接单元；辐射单元为由两个辐射片组成的环状结构，两个辐射片通过电容相连；连接单元为由四个连接板组成的主十字结构，四个连接板的首端相连；两个相邻的连接板的尾端与一个辐射片的内环相连，另外两个连接板的尾端与另一个辐射片的内环相连；每个连接板上均设有控制连接板通断的二极管，且与同一个辐射片相连的两个连接板上的二极管的方向相反；连接单元的中心位置具有连接结构，以连接信号源和/或接地回路；两个辐射片为对称的半圆环形结构；连接板包括第一连接部和第二连接部；第一连接部的首端相连并组成副十字结构。本申请剖面低、易于集成，且结构简单、成本低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种双极化辐射天线结构


[0001]本申请涉及通信天线
，特别是涉及一种双极化辐射天线结构。

技术介绍

[0002]近些年，随着超表面技术的不断发展，利用超表面单元实现极化可重构以及波束扫描的天线系统已经引起了广泛的关注。
[0003]对于波束扫描天线结构来讲，目前相控阵天线结构是最成熟的波束扫描天线结构，但是相控阵天线结构在T/R组件中需要使用大量的移相器和复杂的控制电路，通过控制移相器来改变单元的相位，进而实现对天线系统辐射波束的控制。
[0004]此外，利用超表面技术设计的反射/透射阵天线结构通过控制集成在天线单元中的PIN管也可以实现对相位的控制，以达到控制波束的目的。但是对于反射/透射阵来讲，其需要馈源来照射整个阵面，这样就不可避免地导致天线剖面过高，不利于集成，极大地限制了天线结构的应用场景。同时，馈源的照射会导致能量的泄露进而降低天线的整体效率。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种双极化辐射天线结构，剖面低、易于集成，且结构简单、成本低。
[0006]一种双极化辐射天线结构，包括：辐射单元和连接单元；
[0007]所述辐射单元为由两个辐射片组成的环状结构，两个所述辐射片通过电容相连；
[0008]所述连接单元为由四个连接板组成的主十字结构，四个所述连接板的首端相连；
[0009]两个相邻的连接板的尾端与一个所述辐射片的内环相连，另外两个连接板的尾端与另一个辐射片的内环相连；
[0010]每个所述连接板上均设有控制所述连接板通断的二极管，且与同一个辐射片相连的两个连接板上的二极管的方向相反。
[0011]在其中一个实施例中，所述连接单元的中心位置具有连接结构，以连接信号源和/或接地回路。
[0012]在其中一个实施例中，两个所述辐射片为对称的半圆环形结构。
[0013]在其中一个实施例中，所述连接板包括第一连接部和第二连接部；
[0014]所述第一连接部的首端相连并组成副十字结构；
[0015]所述第二连接部的首端通过对应所述二极管与对应所述第一连接部的末端相连；所述第二连接部的末端与对应所述辐射片的内环相连。
[0016]在其中一个实施例中，每一所述第二连接部上设有寄生贴片，以改善天线的辐射特性。
[0017]在其中一个实施例中，所述寄生贴片为弧形。
[0018]在其中一个实施例中，各所述寄生贴片共圆，且圆心同时与所述主十字结构的中心和所述副十字结构的中心重合。
[0019]在其中一个实施例中，还包括：四根与所述连接板一一对应的高阻抗线；
[0020]所述高阻抗线与对应所述辐射片的外环相连，用于输入直流控制信号。
[0021]在其中一个实施例中，所述高阻抗线的长度为1/4辐射波波长。
[0022]在其中一个实施例中，所述二极管是PIN二极管。
[0023]上述双极化辐射天线结构，是主动式辐射结构，集成了四个PIN二极管以及两个隔直电容，通过外界直流偏置电路控制二极管的通断，使二极管处于水平或垂直极化状态，用来实现1bit、双极化状态的切换，能够满足不同环境条件下对不同极化的需求，拓展了天线的应用场景；同时，没有能量的泄露，提高了天线的整体效率；由于该单元并非反射/透射单元，因此具有剖面低、易于集成等优势，与相控阵天线结构相比该天线结构具有结构简单、成本低等优势，为未来替代相控阵提供了一种解决思路，实用性强。
附图说明
[0024]图1为一个实施例中1bit双极化数字编码单元的一个示意图；
[0025]图2为一个实施例中PIN二极管的等效电路图；
[0026]图3为一个实施例中1bit双极化数字编码单元在四种状态下的仿真S11参数图。
[0027]附图编号：
[0028]二极管11，第一连接部12，第二连接部13，寄生贴片14，辐射片21，电容22，高阻抗线3。
具体实施方式
[0029]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0030]需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0031]另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多组”的含义是至少两组，例如两组，三组等，除非另有明确具体的限定。
[0032]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0033]另外，本申请各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
[0034]如图1所示，本申请提供的一种双极化辐射天线结构，包括：辐射单元和连接单元；所述辐射单元为由两个辐射片21组成的环状结构，两个所述辐射片 21通过电容22相连；所述连接单元为由四个连接板组成的主十字结构，四个所述连接板的首端相连；两个相邻的连接板的尾端与一个所述辐射片21的内环相连，另外两个连接板的尾端与另一个辐射片21的内环相连；每个所述连接板上均设有控制所述连接板通断的二极管11，且与同一个辐射片21相连的两个连接板上的二极管11的方向相反。
[0035]本实施例中的辐射天线结构可用于通信天线。
[0036]双极化辐射天线结构是一种1bit主动式辐射结构，具有双极化(水平极化/ 垂直极化)的特性，可外接直流偏置电路和射频电路以构成双极化天线单元。
[0037]辐射天线结构的水平和垂直方向分别集成了两个二极管11。当天线工作于水平极化时，垂直方向的二极管处于关断状态，水平方向的两个二极管开通一个关断一个，此时天线辐射的电磁波为水平极化波(如水平方向左边二极管开通、右边关断，其相位为0
°
，用数字“0”表示；左边关断、右边开通其相位为180
°...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极化辐射天线结构，其特征在于，包括：辐射单元和连接单元；所述辐射单元为由两个辐射片组成的环状结构，两个所述辐射片通过电容相连；所述连接单元为由四个连接板组成的主十字结构，四个所述连接板的首端相连；两个相邻的连接板的尾端与一个所述辐射片的内环相连，另外两个连接板的尾端与另一个辐射片的内环相连；每个所述连接板上均设有控制所述连接板通断的二极管，且与同一个辐射片相连的两个连接板上的二极管的方向相反。2.根据权利要求1所述的双极化辐射天线结构，其特征在于，所述连接单元的中心位置具有连接结构，以连接信号源和/或接地回路。3.根据权利要求2所述的双极化辐射天线结构，其特征在于，两个所述辐射片为对称的半圆环形结构。4.根据权利要求1至3任一项所述的双极化辐射天线结构，其特征在于，所述连接板包括第一连接部和第二连接部；所述第一连接部的首端相连并组成副十字结构；所述第二连接部的首端通过对...

【专利技术属性】
技术研发人员：李高升，朱世超，冯杨，贺佳港，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：新型
国别省市：