【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁波，更具体地说，是涉及一种圆极化天线单元及天线阵列。
技术介绍
1、毫米波技术在最近几年受到了巨大的关注，例如5g毫米波通信、汽车雷达、高分辨率成像和探测以及一些其它应用。由于毫米波在传输过程中存在着较大的损耗，因此，就通信应用而言，未来毫米波通信更多的是室内短距离接入、高速点对点数据传输等应用场景，这时高增益天线将越来越重要。对于雷达应用而言、提高雷达天线的增益可以有效的提高其探测距离。这些应用的驱动之下，毫米波阵列天线由于可以实现较高的增益、可波束赋形等优势成为了重要的研究方向。圆极化天线由于辐射的圆极化波具有抑制多径效应、抗衰落等优点而被广泛应用于无线通信，特别是卫星通信。但是，目前的大多数圆极化天线的轴比带宽较窄、圆极化性能较差，对应的天线增益也较低。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种圆极化天线单元及天线阵列，以解决现有技术中存在的圆极化天线的圆极化性能较差、天线增益较低的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种圆极化天线单元，包括辐射单元和馈电单元，所述辐射单元包括第一介质板、设置于所述第一介质板相对两侧的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层开设有椭圆槽，所述椭圆槽内设置有两个由金属制成的螺旋形枝节，两个所述螺旋形枝节的螺旋方向相反，所述第一介质板内设置有椭圆形的第一基片集成波导，所述第一基片集成波导的两端分别连接所述第一金属层和所述第二金属层，且所述第一基片集成波导设置于所述椭圆槽的外周，所
3、可选地，两个所述螺旋形枝节的中心连线与所述第一馈电槽的长度方向的夹角为45度。
4、可选地，所述椭圆槽的长轴与所述第一馈电槽的长度方向的夹角为90度。
5、可选地，所述螺旋形枝节的尾端正对所述第一馈电槽设置。
6、本专利技术还提供一种天线阵列，包括多个上述的圆极化天线单元。
7、可选地，所述圆极化天线单元的数量为4n个，n为正整数，4个所述圆极化天线单元以2×2阵列排布形成单元组，在同一所述单元组中，相邻两个所述第一基片集成波导至少共用部分金属柱。
8、可选地，所述圆极化天线单元的数量为4n个，n为正整数，4个所述圆极化天线单元以2×2阵列排布形成单元组，4n个所述馈电单元形成旋转馈电网络。
9、可选地，所述旋转馈电网络包括第二介质板和第三介质板，所述第一介质板、所述第二介质板和所述第三介质板依次层叠设置，所述第二介质板的相对两侧分别具有第三金属层和第四金属层，所述第三介质板的相对两侧分别具有第五金属层和第六金属层，所述第二金属层和所述第三金属层紧贴设置，所述第四金属层和所述第五金属层紧贴设置；所述第三金属层开设有与所述第一馈电槽正对设置且形状相同的第二馈电槽，所述第二介质板的内部具有连接所述第三金属层和所述第四金属层的第二基片集成波导，所述第四金属层和所述第五金属层均开设有十字槽，所述第三介质板的内部具有连接所述第五金属层和所述第六金属层的第三基片集成波导，所述第六金属层开设有矩形槽。
10、可选地，所述第三基片集成波导具有周向间隔设置的n个输出端口，所述第五金属层上的所述十字槽的数量为n个，分别正对n个所述输出端口设置，所述矩形槽的数量为一个，且设置于所述第三基片集成波导的中心处；所述第三基片集成波导关于其中心点旋转对称设置，且相邻两个所述输出端口的长度差为1/4个工作波长。
11、可选地，所述第二基片集成波导包括n个波导单元，所述波导单元和所述十字槽一一对应设置，且所述十字槽与所述输出端口呈45度设置。
12、本专利技术提供的圆极化天线单元及天线阵列的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术圆极化天线单元包括辐射单元和馈电单元，辐射单元包括第一介质板、设置于第一介质板相对两侧的第一金属层和第二金属层，第一金属层开设有椭圆槽，椭圆槽内设置有两个由金属制成的螺旋形枝节。通过螺旋形枝节的设置，可以提高天线单元的圆极化性能，两个螺旋形枝节的螺旋方向相反，可以补偿由于频率变化引起的等效电长度变化，导致的轴比恶化。通过椭圆槽和椭圆形第一基片集成波导的设置，在基模情况下开槽部分的电场强度更大，从而提高单个天线单元的增益。
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1.一种圆极化天线单元，其特征在于：包括辐射单元和馈电单元，所述辐射单元包括第一介质板、设置于所述第一介质板相对两侧的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层开设有椭圆槽，所述椭圆槽内设置有两个由金属制成的螺旋形枝节，两个所述螺旋形枝节的螺旋方向相反，所述第一介质板内设置有椭圆形的第一基片集成波导，所述第一基片集成波导的两端分别连接所述第一金属层和所述第二金属层，且所述第一基片集成波导设置于所述椭圆槽的外周，所述第二金属层开设有第一馈电槽，所述第一馈电槽位于所述第一基片集成波导限制的范围内，所述馈电单元通过所述第一馈电槽向所述辐射单元馈电。
2.如权利要求1所述的圆极化天线单元，其特征在于：两个所述螺旋形枝节的中心连线与所述第一馈电槽的长度方向的夹角为45度。
3.如权利要求2所述的圆极化天线单元，其特征在于：所述椭圆槽的长轴与所述第一馈电槽的长度方向的夹角为90度。
4.如权利要求1所述的圆极化天线单元，其特征在于：所述螺旋形枝节的尾端正对所述第一馈电槽设置。
5.一种天线阵列，其特征在于：包括多个如权利要求1-4任一项所述的圆极化
6.如权利要求5所述的天线阵列，其特征在于：所述圆极化天线单元的数量为4N个，N为正整数，4个所述圆极化天线单元以2×2阵列排布形成单元组，在同一所述单元组中，相邻两个所述第一基片集成波导至少共用部分金属柱。
7.如权利要求5所述的天线阵列，其特征在于：所述圆极化天线单元的数量为4N个，N为正整数，4个所述圆极化天线单元以2×2阵列排布形成单元组，4N个所述馈电单元形成旋转馈电网络。
8.如权利要求7所述的天线阵列，其特征在于：所述旋转馈电网络包括第二介质板和第三介质板，所述第一介质板、所述第二介质板和所述第三介质板依次层叠设置，所述第二介质板的相对两侧分别具有第三金属层和第四金属层，所述第三介质板的相对两侧分别具有第五金属层和第六金属层，所述第二金属层和所述第三金属层紧贴设置，所述第四金属层和所述第五金属层紧贴设置；所述第三金属层开设有与所述第一馈电槽正对设置且形状相同的第二馈电槽，所述第二介质板的内部具有连接所述第三金属层和所述第四金属层的第二基片集成波导，所述第四金属层和所述第五金属层均开设有十字槽，所述第三介质板的内部具有连接所述第五金属层和所述第六金属层的第三基片集成波导，所述第六金属层开设有矩形槽。
9.如权利要求8所述的天线阵列，其特征在于：所述第三基片集成波导具有周向间隔设置的N个输出端口，所述第五金属层上的所述十字槽的数量为N个，分别正对N个所述输出端口设置，所述矩形槽的数量为一个，且设置于所述第三基片集成波导的中心处；所述第三基片集成波导关于其中心点旋转对称设置，且相邻两个所述输出端口的长度差为1/4个工作波长。
10.如权利要求9所述的天线阵列，其特征在于：所述第二基片集成波导包括N个波导单元，所述波导单元和所述十字槽一一对应设置，且所述十字槽与所述输出端口呈45度设置。
...【技术特征摘要】
1.一种圆极化天线单元，其特征在于：包括辐射单元和馈电单元，所述辐射单元包括第一介质板、设置于所述第一介质板相对两侧的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层开设有椭圆槽，所述椭圆槽内设置有两个由金属制成的螺旋形枝节，两个所述螺旋形枝节的螺旋方向相反，所述第一介质板内设置有椭圆形的第一基片集成波导，所述第一基片集成波导的两端分别连接所述第一金属层和所述第二金属层，且所述第一基片集成波导设置于所述椭圆槽的外周，所述第二金属层开设有第一馈电槽，所述第一馈电槽位于所述第一基片集成波导限制的范围内，所述馈电单元通过所述第一馈电槽向所述辐射单元馈电。
2.如权利要求1所述的圆极化天线单元，其特征在于：两个所述螺旋形枝节的中心连线与所述第一馈电槽的长度方向的夹角为45度。
3.如权利要求2所述的圆极化天线单元，其特征在于：所述椭圆槽的长轴与所述第一馈电槽的长度方向的夹角为90度。
4.如权利要求1所述的圆极化天线单元，其特征在于：所述螺旋形枝节的尾端正对所述第一馈电槽设置。
5.一种天线阵列，其特征在于：包括多个如权利要求1-4任一项所述的圆极化天线单元。
6.如权利要求5所述的天线阵列，其特征在于：所述圆极化天线单元的数量为4n个，n为正整数，4个所述圆极化天线单元以2×2阵列排布形成单元组，在同一所述单元组中，相邻两个所述第一基片集成波导至少共用部分金属柱。
7.如权利要求5所述的天线阵列，其特征在于：所述圆极...
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