【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，特别涉及一种毫米波宽带圆极化可重构天线。
技术介绍
1、圆极化天线是提高无线通信系统性能的一种十分有效的方式，它在解决极化失配以及抗多径效应等方面有很大优势。无论是视距条件下还是非视距条件下，圆极化天线都能发挥其优势。因此圆极化天线被广泛应用在卫星通信等领域。目前实现圆极化的方式有：
2、1.单馈点馈电，通过激励互补辐射单元或是正交偶极子来实现圆极化。前后放置互补辐射单元，调整辐射单元的距离以及单元大小来控制其激励的电场大小和相位。当满足正交电场等幅且相差90°即可实现圆极化。
3、2.多馈点馈电，采用相移馈电网络对两个单元进行激励，90°的移相器使得两个单元辐射的电场相差90°，同时功分器对两个辐射单元等幅馈电，从而实现圆极化。
4、3.采用极化器将线极化波转为圆极化波，极化器分为金属型极化器和介质型极化器。金属型极化器为在介质基板上周期性印刷的金属图案，可以将透射波或是反射波在正交方向上产生相移，满足相位条件时可实现圆极化。介质极化器为平行介质光栅，也可将透射波在正交方向上产生相位差。
5、无线通信系统中存在着需要多种极化方式的应用场景，采用多天线系统可以解决这个问题，但是会带来无线系统体积的增大、成本增高以及电磁兼容的问题。因此极化可重构天线作为可以改变发射/接收电磁波极化特性的天线拥有广泛的应用场景。实现极化可重构的方式大致分为三种：
6、1.基于可切换的有源偏振器，通过控制pn二极管的工作状态来重新配置辐射波的偏振；
7、2
8、3.重建馈电结构，以激发天线工作于不同的模式。
9、目前圆极化天线主要存在以下问题：
10、1.通过单馈点馈电的圆极化天线往往有较窄的轴比带宽，不适用于毫米波频段；
11、2.多馈点馈电的圆极化天线需要复杂的馈电网络，增大设计复杂度的同时引入损耗；
12、3.金属型极化器实现圆极化有较窄的轴比带宽，需要多层结构来增大带宽，增大了体积以及损耗。
13、4.介质极化器实现圆极化的天线存在着依赖于3d打印并且需要额外的支撑结构来连接介质光栅，集成度不高。
14、极化可重构天线目前存在以下问题：
15、1.多种极化情况下带宽不够，损耗较大；
16、2.具有复杂的辐射单元设计，二极管数量需求大；
17、3.端口隔离度较高，交叉极化大。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种毫米波宽带圆极化可重构天线，旨在克服目前的圆极化可重构天线的困难。
2、本专利技术提供一种毫米波宽带圆极化可重构天线，包括介质极化器、带可重构线极化的天线源，所述天线源由三层介质基板组成，分别包括顶层介质基板、中层介质基板、底层介质基板，所述介质极化器设置在顶层介质基板上方，所述中层介质基板设有第一基片集成波导口、第一缝隙，所述底层介质基板设有第二基片集成波导口、第二缝隙，所述底层介质基板通过第二缝隙与中层介质基板耦合，所述中层介质基板通过第一缝隙与顶层介质基板耦合，所述顶层介质基板与介质极化器耦合，通过分别控制所述第一基片集成波导口、第二基片集成波导口进行馈电以辐射出不同构型的圆极化波。
3、作为本专利技术的进一步改进，所述介质极化器由多个极化器单元在xoy平面进行周期性延拓形成。
4、作为本专利技术的进一步改进，所述极化器单元包括极化主体、极化分叉，所述极化主体两端各连接有极化分叉，所述极化分叉的中间设有空气间隙，所述极化主体的宽度小于极化分叉的宽度。
5、作为本专利技术的进一步改进，所述极化器单元的材料采用rogers r03203。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述介质极化器的厚度与电磁波穿过介质极化器形成的相位差成正相关，通过增大介质极化器的厚度以将电磁波相位差从0°增大到90°。
7、作为本专利技术的进一步改进，所述中层介质基板、底层介质基板内均设有金属化过孔，所述第一基片集成波导口到第一缝隙的路径上设有两排金属化过孔，所述第二基片集成波导口到第二缝隙的路径上设有两排金属化过孔。
8、作为本专利技术的进一步改进，所述顶层介质基板设有电偶极子贴片、加载贴片、十字微带线、短路柱，四个所述电偶极子贴片对称地设置在顶层介质基板中间，所述电偶极子贴片的中间连接有十字微带线，所述十字微带线的末端连接加载贴片，每个所述电偶极子贴片下方均连接有短路柱。
9、作为本专利技术的进一步改进，所述天线源的三层介质基板材质为rogers rt5880板材。
10、作为本专利技术的进一步改进，毫米波宽带圆极化可重构天线还包括支撑介质块，所述支撑介质块连接在介质极化器与天线源之间。
11、作为本专利技术的进一步改进，所述第一基片集成波导口、第二基片集成波导口均外接pn二极管，通过所述pn二极管的通断以控制该所述第一基片集成波导口或第二基片集成波导口是否馈电。
12、本专利技术的有益效果是：本工作于毫米波波段的宽带圆极化可重构天线，通过第一基片集成波导口或第二基片集成波导口两个不同端口的馈电，可以实现不同极化的圆极化波，且该天线在两个极化情况下均有宽轴比带宽以及阻抗带宽。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，包括介质极化器、带可重构线极化的天线源，所述天线源由三层介质基板组成，分别包括顶层介质基板、中层介质基板、底层介质基板，所述介质极化器设置在顶层介质基板上方，所述中层介质基板设有第一基片集成波导口、第一缝隙，所述底层介质基板设有第二基片集成波导口、第二缝隙，所述底层介质基板通过第二缝隙与中层介质基板耦合，所述中层介质基板通过第一缝隙与顶层介质基板耦合，所述顶层介质基板与介质极化器耦合，通过分别控制所述第一基片集成波导口、第二基片集成波导口进行馈电以辐射出不同构型的圆极化波。
2.根据权利要求1所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述介质极化器由多个极化器单元在xoy平面进行周期性延拓形成。
3.根据权利要求2所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述极化器单元包括极化主体、极化分叉，所述极化主体两端各连接有极化分叉，所述极化分叉的中间设有空气间隙，所述极化主体的宽度小于极化分叉的宽度。
4.根据权利要求2所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述极化器单元的材料采用Rog
5.根据权利要求1所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述介质极化器的厚度与电磁波穿过介质极化器形成的相位差成正相关，通过增大介质极化器的厚度以将电磁波相位差从0°增大到90°。
6.根据权利要求1所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述中层介质基板、底层介质基板内均设有金属化过孔，所述第一基片集成波导口到第一缝隙的路径上设有两排金属化过孔，所述第二基片集成波导口到第二缝隙的路径上设有两排金属化过孔。
7.根据权利要求1所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述顶层介质基板设有电偶极子贴片、加载贴片、十字微带线、短路柱，四个所述电偶极子贴片中心对称地设置在顶层介质基板中间，所述电偶极子贴片的中间连接有十字微带线，所述十字微带线的末端连接加载贴片，每个所述电偶极子贴片下方连接有短路柱。
8.根据权利要求1所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述天线源的三层介质基板材质为Rogers RT5880板材。
9.根据权利要求1所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，还包括支撑介质块，所述支撑介质块连接在介质极化器与天线源之间。
10.根据权利要求1所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述第一基片集成波导口、第二基片集成波导口均外接PN二极管，通过所述PN二极管的通断以控制该所述第一基片集成波导口或第二基片集成波导口是否馈电。
...【技术特征摘要】
1.一种毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，包括介质极化器、带可重构线极化的天线源，所述天线源由三层介质基板组成，分别包括顶层介质基板、中层介质基板、底层介质基板，所述介质极化器设置在顶层介质基板上方，所述中层介质基板设有第一基片集成波导口、第一缝隙，所述底层介质基板设有第二基片集成波导口、第二缝隙，所述底层介质基板通过第二缝隙与中层介质基板耦合，所述中层介质基板通过第一缝隙与顶层介质基板耦合，所述顶层介质基板与介质极化器耦合，通过分别控制所述第一基片集成波导口、第二基片集成波导口进行馈电以辐射出不同构型的圆极化波。
2.根据权利要求1所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述介质极化器由多个极化器单元在xoy平面进行周期性延拓形成。
3.根据权利要求2所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述极化器单元包括极化主体、极化分叉，所述极化主体两端各连接有极化分叉，所述极化分叉的中间设有空气间隙，所述极化主体的宽度小于极化分叉的宽度。
4.根据权利要求2所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述极化器单元的材料采用rogers r03203。
5.根据权利要求1所述的毫米波宽带圆极化可重构天线，其特征在于，所述介质极化器的厚度与电磁波穿过介质极化器形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：王凯旭，覃亮玮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。