THz频段的透射反射阵天线制造技术

本发明专利技术涉及无线通信技术领域，公开了一种THz频段的透射反射阵天线，包括馈源和M

【技术实现步骤摘要】
THz频段的透射反射阵天线


[0001]本专利技术涉及无线通信
，具体的，涉及一种THz频段的透射反射阵天线。

技术介绍

[0002]随着通信系统的发展，低频信道变得越来越拥挤，而探索较少的太赫兹频段具有非常大的发展潜力，尤其是作为大气窗口的140GHz频段。同时对于透射阵天线和反射阵天线，大多数研究都局限于透射或反射几何结构中的单功能探索，而对于同时实现透射和反射的功能研究较少。由于电磁波频率越高，在大气中的衰减就越多，同时综合考虑天线尺寸的因素，对于透射阵或者反射阵，应当在更小尺寸的前提下实现更高的增益提升。
[0003]当前，对于透射阵和反射阵天线的研究，大部分还在集中于低频段，对于高频透射阵和反射阵的研究还比较少。此外，这些研究的功能比较单一，大部分只是单纯的透射阵或者反射阵，很少有天线将透射功能和反射功能进行结合。同时，大部分透射阵或反射阵天线的高增益特性都是通过用高增益的馈源激励或者增加阵列个数实现的。因此，研究工作在较高频率同时实现透射功能和反射功能的天线阵列是十分有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种THz频段的透射反射阵天线，可以在较高频率同时实现透射模式和反射模式，同时也可获取所需形状的电磁波波束。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种THz频段的透射反射阵天线，包括馈源和M
×
N个周期性排列的透射反射单元构成的透射反射组件，所述透射反射单元由顺次设置的三个相同的透射层和一个频率选择层构成，所述透射层包括第一基板及其一侧表面的十字形金属片和垂直设在各个十字形金属片端部的条形金属片，所述频率选择层包括第二基板及其两侧表面的环形金属片；其中所述条形金属片、十字形金属片的宽度均为W0，长度分别为L1、L2，L2＝1.35L1、W0＝0.12L1，三个相向的所述透射层构成一个透射单元，调节所述L1值可以使所述透射单元对所透射的电磁波产生预设的相移值；所述环形金属片的本体宽度为W1、外圈宽度为W2，调节所述W1、W2的值可以使经过所述频率选择层的预设频段电磁波产生预设的传输幅度。
[0006]优选地，所述环形金属片的外周均匀布设有若干三角形金属片。
[0007]优选地，所述环形金属片的形状为方形，所述三角形金属片的形状为直角等腰三角形，四个所述三角形金属片设在所述环形金属片的四个角部，相邻四个所述环形金属片之间的四个所述三角形金属片构成一个方形金属片。
[0008]优选地，所述直角等腰三角形的腰长为W3，W3＝0.074λ
C
，λ
C
为所述天线工作的中心频率电磁波的波长。
[0009]优选地，所述透射单元对所透射电磁波的相移值为P
ij
，P
ij
＝
‑
668.95L1‑
293.42，0.4mm≤L1≤1mm。
[0010]优选地，各个所述透射单元的相移值P
ij
与透射出的电磁波的角度(θ
b
,φ
b
)的关系
为：
[0011]P
ij
＝k0[d
ij
‑
(x
i cosφ
b
+y
j sinφ
b
)sinθ
b
][0012][0013]式中，(x0,y0,z0)为所述馈源的坐标，(x
i
,y
j
)为第i行、第j列的所述透射单元的坐标，d
ij
为各个所述透射单元与馈源的距离，k0＝2π/λ
C
，θ
b
为俯仰角、φ
b
为方位角。
[0014]优选地，所述天线应用在130GHz
‑
150GHz；其中相邻所述透射层的间距为T1，所述频率选择层与相邻的透射层的间距为T2，T1＝0.07λ
C
，T2＝0.03λ
C
，λ
C
为所述天线工作的中心频率电磁波的波长。
[0015]优选地，W1＝0.037λ
C
、W2＝0.23λc。
[0016]优选地，所述天线的焦径比为1。
[0017]优选地，M＝N＝17；所述透射反射组件的尺寸为18.2mm
×
18.2mm
×
0.93mm。
[0018]根据上面的描述和实践可知，本专利技术所述的THz频段的透射反射阵天线中，通过调整频率选择层上环形金属片的尺寸，可以使馈源发射的预设频段的电磁波在到达透射反射组件上时，一部分频段的电磁波以反射的形式向馈源一侧辐射、另一部分频段的电磁波以透射的形式向远离馈源的一侧辐射、又一部分电磁波可以同时存在反射和透射的形式向上下两个方向辐射。因此该天线能够在同等功率馈源的前提下，实现较大范围的信号覆盖。
[0019]另外，通过调整透射单元的十字形金属片和条形金属片的尺寸，可以实现对电磁波产生不同程度地相移值，通过多个透射单元进行组阵，能够获取特定形状的波束，例如实现聚焦的单波束或者点对多点通信的多波束。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线的侧视图。
[0021]图2为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线的全部透射层的俯视图。
[0022]图3为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线的全部频率选择层的俯视图。
[0023]图4为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线的一个透射反射单元的侧视图。
[0024]图5为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线的一个透射层的俯视图。
[0025]图6为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线的一个频率选择层的俯视图。
[0026]图7为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线的一个透射反射单元中三个透射层构成的透射单元对131GHz、135GHz、140GHz、145GHz、149GHz电磁波的相移值及透射幅度与L1的关系图。
[0027]图8为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线的频率选择层对125
‑
155GHz电磁波的传输幅度，其中1to 1表示反射幅度，1to 2表示透射幅度。
[0028]图9为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线对131GHz、
135GHz、140GHz、145GHz、149GHz电磁波的反射幅度与L1的关系图。
[0029]图10为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线对131GHz、135GHz、140GHz、145GHz、149GHz电磁波的透射幅度与L1的关系图。
[0030]图11为本专利技术的一个实施例中涉及的THz频段的透射反射阵天线对131GHz本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种THz频段的透射反射阵天线，其特征在于，包括馈源和M
×
N个周期性排列的透射反射单元构成的透射反射组件，所述透射反射单元由顺次设置的三个相同的透射层和一个频率选择层构成，所述透射层包括第一基板及其一侧表面的十字形金属片和垂直设在各个十字形金属片端部的条形金属片，所述频率选择层包括第二基板及其两侧表面的环形金属片；其中所述条形金属片、十字形金属片的宽度均为W0，长度分别为L1、L2，L2＝1.35L1、W0＝0.12L1，三个相向的所述透射层构成一个透射单元，调节所述L1值可以使所述透射单元对所透射的电磁波产生预设的相移值；所述环形金属片的本体宽度为W1、外圈宽度为W2，调节所述W1、W2的值可以使经过所述频率选择层的预设频段电磁波产生预设的传输幅度。2.如权利要求1所述的THz频段的透射反射阵天线，其特征在于，所述环形金属片的外周均匀布设有若干三角形金属片。3.如权利要求2所述的THz频段的透射反射阵天线，其特征在于，所述环形金属片的形状为方形，所述三角形金属片的形状为直角等腰三角形，四个所述三角形金属片设在所述环形金属片的四个角部，相邻四个所述环形金属片之间的四个所述三角形金属片构成一个方形金属片。4.如权利要求3所述的THz频段的透射反射阵天线，其特征在于，所述直角等腰三角形的腰长为W3，W3＝0.074λ
C
，λ
C
为所述天线工作的中心频率电磁波的波长。5.如权利要求1所述的THz频段的透射反射阵天线，其特征在于，所述透射单元对所透射电磁波的相移值为P
ij
，P
ij
＝
‑
668.95L1‑
293.42，0.4mm≤L1≤1mm。6.如权利要求1所述的THz频段的透射反射阵天线，其特征在于，各个所述透射单元的相移...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁胜，
申请(专利权)人：东莞市南斗星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：