一种基于微金属线结构的高透光率宽带透射阵天线制造技术

本发明专利技术公开了一种基于微金属线结构的高透光率宽带透射阵天线，包括：多个透射相位相同的相移单元；每个相移单元包括：第一透明衬底、设置于第一透明衬底一侧的第二透明衬底，以及设置于第二透明衬底远离第一透明衬底的一侧的第三透明衬底；第一透明衬底、第二透明衬底和第二透明衬底之间设置有透明介质层；第一透明衬底和第三透明衬底包括条状微金属线结构，第一透明衬底的条状微金属线结构与第三透明衬底的条状微金属线结构相互正交；第二透明衬底包括半闭合圆弧状微金属线结构，以及设置于半闭合圆弧状微金属线结构形成的半闭合区域内的封闭环状微金属线结构；半闭合圆弧状微金属线结构中圆弧的长度，用于控制相移单元的透射相位。的透射相位。的透射相位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微金属线结构的高透光率宽带透射阵天线


[0001]本专利技术属于天线
，具体涉及一种基于微金属线结构的高透光率宽带透射阵天线。

技术介绍

[0002]天线在各终端通讯系统中是关键的一环，在多种通讯设备的载体上通常带有光学观察窗口，这部分窗口如果加载传统天线会对视线造成较大的遮挡，如果可以在车窗等光学透明的窗口加载高透光率天线，则可以大大减小天线占用其他组件的面积，从而提升整体集成度。因此，在未来终端通讯设备的高集成化、多功能化的发展趋势下，研究透明天线势在必行。
[0003]通常现有透明天线的实现技术分为两种，一种是基于透明导电材料，如氧化铟锡，设计天线使得天线具有一定的透光率；另一种方式是采用金属网格结构代替传统金属，金属占空比越低，天线透光率就越大。而在透射阵天线这种天线形式，目前几乎没有能实现较高透光率的手段，同时还引入了较大损耗。也就是说，传统方案距离透明化应用还很远。
[0004]也就是说，不论是基于透明导电材料还是金属网格结构，可实现的透光率都较低，通常低于60％。并且，对于基于透明导电材料设计天线的方法而言，要实现更高的透光率就需要牺牲电导率，但会导致更大的损耗。因此这种方法设计的透明天线的损耗较大，辐射效率也远低于纯金属结构。此外，透射阵天线通常需要多层叠加来实现宽相移范围(360度以上)，但是，层数的叠加会进一步导致天线透光率与辐射效率的降低。因而，目前并没有一种既能实现高透光率，还能保持较高辐射效率的透射阵天线。

技术实现思路

[0005]为了解决相关技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于微金属线结构的高透光率宽带透射阵天线。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供一种基于微金属线结构的高透光率宽带透射阵天线，包括：
[0007]多个相移单元；每个相移单元包括：第一透明衬底、第二透明衬底和第三透明衬底；所述第二透明衬底设置于所述第一透明衬底一侧，所述第三透明衬底设置于所述第二透明衬底远离所述第一透明衬底的一侧；所述第一透明衬底和第二透明衬底之间，以及所述第二透明衬底与所述第三透明衬底之间，均设置有第一预设厚度的透明介质层；
[0008]所述第一透明衬底和所述第三透明衬底的顶面上均包括由微金属形成的条状微金属线结构，所述第一透明衬底上的条状微金属线结构与所述第三透明衬底上的条状微金属线结构相互正交；
[0009]所述第二透明衬底的顶面上包括由微金属形成的封闭环状微金属线结构和半闭合圆弧状微金属线结构；所述封闭环状微金属线结构设置于所述半闭合圆弧状微金属线结构形成的半闭合区域内；所述半闭合圆弧状微金属线结构中的圆弧的长度，用于控制相移单元对接收到的透射波的透射相位；其中，所述多个相移单元的透射相位相同。
[0010]本专利技术具有如下有益技术效果：
[0011]通过在采用透明衬底作为透射阵天线的相移单元的衬底，以及采用透明介质层作为衬底之间的介质的基础上，由微金属形成的微金属线结构实现透射阵天线的相移单元，一方面由于衬底和介质均为透明，所以可以实现透射阵天线的高透光率，另一方面由于微金属线的尺寸较小，因而对透明衬底的透光率的影响较小；从而使得透射阵天线的相移单元中每个层的透光率较高。同时，通过设置第一透明衬底和第二透明衬底上的条状微金属线结构相互正交，并且，使得第二透明衬底的微金属线结构为半闭合圆弧状微金属线结构和设置于半闭合圆弧状微金属线结构内的封闭环状微金属线结构，可以通过改变半闭合圆弧状微金属线结构中的圆弧的长度，改变相应的相移单元的透射相位，最终使得多个相移单元的透射相位相同，从而使得透射阵天线的辐射效率保持在较高范围内。因此，本专利技术提供的透射阵天线，既可以提高透射阵天线的透光率，还能使天线的辐射效率保持在较高范围内。
[0012]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0013]图1A为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的一个相移单元的结构示意图；
[0014]图1B为本专利技术实施例提供的示例性的一个相移单元的第二透明衬底和该第二透明衬底上的封闭环状微金属线结构和半闭合圆弧状微金属线结构的结构示意图；
[0015]图2A为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的阵列相位的分布图；
[0016]图2B为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的顶层的正投影图；
[0017]图2C为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的中间层的正投影图；
[0018]图2D为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的底层的正投影图；
[0019]图3A为本专利技术实施例提供的示例性的一个相移为Φ的相移单元的第二透明衬底上设置的微金属线结构的方位示意图；
[0020]图3B为本专利技术实施例提供的示例性的一个相移为Φ
‑
180
°
的相移单元的第二透明衬底上设置的微金属线结构的方位示意图；
[0021]图4A为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的各个相移单元的结构参数变化引起的透射阵天线的反射幅值变化的示意图；
[0022]图4B为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的各个相移单元的结构参数变化引起的透射阵天线的相位变化的示意图；
[0023]图5A为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的E面方向图；
[0024]图5B为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的H面方向图；
[0025]图6为本专利技术实施例提供的示例性的透射阵天线的可实现增益与效率之间的关系图。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0027]在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗
示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一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0029]尽管在此结合各实施例对本专利技术进行了描述，然而，在实施所要求保护的本专利技术过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微金属线结构的高透光率宽带透射阵天线，其特征在于，包括：多个相移单元；每个相移单元包括：第一透明衬底、第二透明衬底和第三透明衬底；所述第二透明衬底设置于所述第一透明衬底一侧，所述第三透明衬底设置于所述第二透明衬底远离所述第一透明衬底的一侧；所述第一透明衬底和第二透明衬底之间，以及所述第二透明衬底与所述第三透明衬底之间，均设置有第一预设厚度的透明介质层；所述第一透明衬底和所述第三透明衬底的顶面上均包括由微金属形成的条状微金属线结构，所述第一透明衬底上的条状微金属线结构与所述第三透明衬底上的条状微金属线结构相互正交；所述第二透明衬底的顶面上包括由微金属形成的封闭环状微金属线结构和半闭合圆弧状微金属线结构；所述封闭环状微金属线结构设置于所述半闭合圆弧状微金属线结构形成的半闭合区域内；所述半闭合圆弧状微金属线结构中的圆弧的长度，用于控制相移单元对接收到的透射波的透射相位；其中，所述多个相移单元的透射相位相同。2.根据权利要求1所述的基于微金属线结构的高透光率宽带透射阵天线，其特征在于，所述第一透明衬底和所述第三透明衬底上的条状微金属线结构以预设间隔设置，并且，所述第一透明衬底或所述第三透明衬底上的任意两个条状微金属线结构之间相互平行。3.根据权利要求1所述的基于微金属线结构的高透光率宽带透射阵天线，其特征在于，所述半闭合圆弧状微金属线结构包括两条对应同一圆心的圆弧；每个圆弧对应的圆心角为θ
arc
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴边，陈彪，祖浩然，苏涛，李龙，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：