【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天线，特别是指一种阵列天线及相位单元结构。
技术介绍
1、阵列天线通常由多个天线单元随机或有一定规则地排列而成。阵列总辐射场强由各个独立天线单元的辐射电磁场矢量叠加得到。通过对各个阵元天线相位和振幅的独立调节，使得阵列具有波束偏转、波束成形等多种功能。
2、反射阵天线作为阵列天线的一种，具有低成本，高灵活度等特点，在多种场景中得到广泛应用。其主要由一个馈源和多个反射单元构成。反射单元能够反射馈源入射电磁波，并提供特定的相移特性。为了对反射阵天线实现相位的灵活可调，目前通用方法是采用电子开关(例如pin二极管开关或mems开关)控制反射单元的结构通断。较为常用的相位分布有1-bit，2-bit，3-bit，其中1-bit代表具有两种相位状态，两种状态之间相位差为180°，2-bit具有四种相差90°相位的状态，3-bit具有八种相差45°的相位状态。由于1-bit反射单元(也可称为相位单元)设计相对简单，在实际应用中最为广泛。
3、现有方案如图1所示，其基本辐射结构是一个常规的磁电偶极子天线。同时，t型金属线与地平面可以合并看作一条地-信号-地结构的传输线。通过操纵地平面与可重构金属过孔之间的pin二极管通断状态，即可使传输线在开路/短路状态之间切换。根据传输线原理，开路与短路状态之间天然具有180°相位差。因此该结构在一定带宽内实现了稳定的1-bit相位。
4、在实际生成过程中，专利技术人发现现有的1-bit反射单元(相位单元)结构复杂，需要垂直金属结构，导致加工制造过程比较繁杂
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种阵列天线及相位单元结构，相比于现有的1-bit反射单元(相位单元),具有加工简单，以及更宽的带宽、更广的应用范围的优点。
2、基于上述目的，本专利技术提供一种相位单元结构，包括：介质基板、设置于所述介质基板上表面的金属环，以及铺设于所述介质基板下表面的金属地平面；
3、其中，所述金属环具有轴对称环形结构，且所述金属环上有两个缝隙，对称分布于所述金属环的对称轴的两侧；以及
4、所述两个缝隙里分别嵌有两个微型开关。
5、较佳地，所述微型开关具体为pin二极管；以及
6、所述两个缝隙将所述金属环分割为两段金属；以及
7、同一段金属与所述两个微型开关的相同极性连接。
8、较佳地，所述微型开关的通断状态通过所述两段金属分别连接的不同电极进行控制；以及
9、当x极化方向电磁波入射所述相位单元结构时，通过更改所述微型开关的通断状态，实现所述相位单元结构的电/磁谐振状态切换。
10、较佳地，金属环具体为菱形环的金属环；以及
11、所述菱形环的宽度w＝5，长度l＝7；以及
12、所述缝隙宽度g＝0.5，所述缝隙到菱形环的中心线的距离ha＝0.8；所述中心线是与所述菱形环的对称轴相垂直，并与对称轴中心相交的直线。
13、较佳地，所述微型开关具体为rf-mems开关、场效应晶体管开关、或光敏开关。
14、较佳地，所述金属环具体为圆形环、或方形环的金属环。
15、本专利技术还提供一种阵列天线，包括：由上述的相位单元结构所组成的阵列。
16、较佳地，所述阵列天线具体为：反射阵列天线，或透射阵列天线。
17、较佳地，由所述相位单元结构所组成的阵列，具体为：16×16的阵列、25×25的阵列、30×30的阵列、或64×64的阵列。
18、本专利技术的技术方案中的相位单元结构中包括：介质基板、设置于所述介质基板上表面的金属环，以及铺设于所述介质基板下表面的金属地平面；其中，所述金属环具有轴对称环形结构，且所述金属环上有两个缝隙，对称分布于所述金属环的对称轴的两侧；以及所述两个缝隙里分别嵌有两个微型开关。相比于现有的1-bit反射单元(相位单元)，本专利技术的相位单元结构中没有复杂的过孔结构，因此，在实际生成过程中可以大大简化加工过程；具有加工简单的优点；以及本专利技术中的相位单元结构实现180°相位差是由电/磁谐振状态的频率差引入，在谐振频率外，相位差仍能保持稳定，无需要求在工作频段内，因此具有更宽的带宽、更广的应用范围的优点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种相位单元结构，其特征在于，包括：介质基板、设置于所述介质基板上表面的金属环，以及铺设于所述介质基板下表面的金属地平面；
2.根据权利要求1所述的相位单元结构，其特征在于，所述微型开关具体为PIN二极管；以及
3.根据权利要求2所述的相位单元结构，其特征在于，所述微型开关的通断状态通过所述两段金属分别连接的不同电极进行控制；以及
4.根据权利要求1-3任一所述的相位单元结构，其特征在于，金属环具体为菱形环的金属环；以及
5.根据权利要求4所述的相位单元结构，其特征在于，应用在11.87-22.74GHz频带内保持相位差为180°±20°。
6.根据权利要求1所述的相位单元结构，其特征在于，所述微型开关具体为RF-MEMS开关、场效应晶体管开关、或光敏开关。
7.根据权利要求1-3任一所述的相位单元结构，其特征在于，所述金属环具体为圆形环、或方形环的金属环。
8.一种阵列天线，其特征在于，包括：由权利要求1-7任一所述的相位单元结构所组成的阵列。
9.根据权利要求8所述的阵列天线，
10.根据权利要求8或9所述的阵列天线，其特征在于，由所述相位单元结构所组成的阵列，具体为：16×16的阵列、25×25的阵列、30×30的阵列、或64×64的阵列。
...【技术特征摘要】
1.一种相位单元结构，其特征在于，包括：介质基板、设置于所述介质基板上表面的金属环，以及铺设于所述介质基板下表面的金属地平面；
2.根据权利要求1所述的相位单元结构，其特征在于，所述微型开关具体为pin二极管；以及
3.根据权利要求2所述的相位单元结构，其特征在于，所述微型开关的通断状态通过所述两段金属分别连接的不同电极进行控制；以及
4.根据权利要求1-3任一所述的相位单元结构，其特征在于，金属环具体为菱形环的金属环；以及
5.根据权利要求4所述的相位单元结构，其特征在于，应用在11.87-22.74ghz频带内保持相位差为180°±20°。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏明，陈锡炼，刘元安，高兆栋，于翠屏，吴帆，刘佳华，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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