一種圓極化天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線電通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種圓極化天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)線通信的廣泛應(yīng)用，天線作為無(wú)線電設(shè)備中用來(lái)發(fā)射或接收電磁波的關(guān)鍵部件，受到了越來(lái)越多的關(guān)注。工作于60GHz頻段的天線為毫米波天線，在超高速室內(nèi)無(wú)線通信系統(tǒng)環(huán)境下工作時(shí)，地面、墻壁、室內(nèi)家具會(huì)對(duì)電磁波造成反射，由此造成的多徑干擾會(huì)導(dǎo)致信號(hào)嚴(yán)重的延遲失真，從而影響信號(hào)的傳輸。現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用漸變縫隙天線來(lái)實(shí)現(xiàn)高頻傳輸，漸變縫隙天線具有窄波瓣寬度和高增益特性，可以減小多徑干擾。
[0003]常見(jiàn)的漸變縫隙天線包含介質(zhì)基板、介質(zhì)基板頂層的漸變縫隙層及介質(zhì)基板底層的微帶線饋電層。其工作過(guò)程如下:天線連接饋電設(shè)備后，電磁波信號(hào)通過(guò)饋電端口傳輸?shù)轿Ь€上;微帶線將電磁波信號(hào)匹配至漸變縫隙層的漸變縫隙中；電磁波信號(hào)在漸變縫隙中沿漸變縫隙張開(kāi)的方向傳播，并在漸變縫隙的開(kāi)口方向向外發(fā)送出去。
[0004]在電磁波信號(hào)傳輸過(guò)程中，電流產(chǎn)生的電場(chǎng)始終指向一個(gè)方向，因此，產(chǎn)生的電磁波呈現(xiàn)線極化特性，這使得天線無(wú)法接受到與發(fā)射方向垂直的線極化電磁波，這樣的漸變縫隙天線抗干擾性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種圓極化天線，所述圓極化天線具有圓極化特性及較強(qiáng)的抗干擾性。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種圓極化天線。所述圓極化天線包括:介質(zhì)基板、位于該介質(zhì)基板頂層的第一金屬鍍層和位于該介質(zhì)基板底層的第二金屬鍍層，其中，所述圓極化天線上開(kāi)設(shè)有貫穿所述介質(zhì)基板、第一金屬鍍層和第二金屬鍍層的第一排金屬通孔和第二排金屬通孔，其中所述第一排金屬通孔中包括多個(gè)金屬通孔，所述金屬通孔的幾何中心之間的連線與z軸平行，所述介質(zhì)基板位于發(fā)射端的一條邊為所述第一排金屬通孔和第二排金屬通孔中對(duì)應(yīng)的一對(duì)金屬通孔外圓的切線，所述第一排金屬通孔和第二排金屬通孔關(guān)于yoz平面對(duì)稱，所述第一排金屬通孔中的每個(gè)金屬通孔的幾何中心與所述第二排金屬通孔中對(duì)應(yīng)的每個(gè)金屬通孔的幾何中心之間的距離使所述圓極化天線中的電流在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)產(chǎn)生的X方向的電場(chǎng)和y方向的電場(chǎng)的相位差為90度，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O為所述圓極化天線饋電端的中心點(diǎn)，X軸為所述介質(zhì)基板的寬度方向，y軸為所述介質(zhì)基板的厚度方向，z軸為所述介質(zhì)基板的長(zhǎng)度方向；
[0007]所述第一金屬鍍層開(kāi)設(shè)有第一漸變縫隙，第二金屬鍍層開(kāi)設(shè)有第二漸變縫隙，所述第一漸變縫隙和第二漸變縫隙關(guān)于yoz平面對(duì)稱，且位于第一排金屬通孔和第二排金屬通孔之間；
[0008]所述第一漸變縫隙包含第一漸變縫隙左側(cè)漸變線及第一漸變縫隙右側(cè)漸變線，所述左側(cè)漸變線及右側(cè)漸變線的斜率使所述圓極化天線中的電流在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)產(chǎn)生的X方向的電場(chǎng)和y方向的電場(chǎng)的幅度相等;所述第一漸變縫隙的一端與所述介質(zhì)基板位于發(fā)射端的一條邊重合，所述第一漸變縫隙的一端的寬度使所述第一漸變縫隙與所述圓極化天線在真空中的波阻抗匹配。
[0009]可選的，所述第一排金屬通孔的長(zhǎng)度和第二排金屬通孔的長(zhǎng)度與所述介質(zhì)基板長(zhǎng)度相同。
[0010]可選的，當(dāng)所述第一排金屬通孔的長(zhǎng)度和第二排金屬通孔的長(zhǎng)度與所述介質(zhì)基板長(zhǎng)度不相同時(shí)，所述圓極化天線還包括:
[0011]第一金屬鍍層上位于饋電端的饋電結(jié)構(gòu)。
[0012]可選的，所述饋電結(jié)構(gòu)包括:
[0013]預(yù)設(shè)寬度的微帶線和漸變微帶線，其中所述微帶線和漸變微帶線關(guān)于yoz平面對(duì)稱，其中，所述預(yù)設(shè)寬度是所述微帶線的特性阻抗為50Ω時(shí)對(duì)應(yīng)的微帶線的寬度；
[0014]所述微帶線的一端與所述介質(zhì)基板位于饋電端的一條邊重合，所述微帶線的另一端與漸變微帶線的一端連接，漸變微帶線的另一端與所述第一排金屬通孔和第二排金屬通孔與所述發(fā)射端距離最遠(yuǎn)的一對(duì)對(duì)應(yīng)通孔外圓的切線重合。
[0015]可選的，所述漸變微帶線的形狀為等腰梯形，上底位于所述金屬通孔端，下底位于所述微帶線端。
[0016]可選的，所述圓極化天線包括:左旋圓極化天線和右旋圓極化天線。
[0017]可選的，所述第一排金屬通孔和第二排金屬通孔中每個(gè)金屬通孔的內(nèi)徑位于0.15λ-0.2λ范圍內(nèi)，其中，λ為真空中所述圓極化天線的中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。
[0018]可選的，所述第一排金屬通孔中每?jī)蓚€(gè)相鄰金屬通孔的幾何中心之間的距離在
0.25λ-0.3λ范圍內(nèi)，其中，λ為真空中所述圓極化天線的中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。
[0019]可選的，當(dāng)?shù)谝慌沤饘偻孜挥讦戚S左側(cè)時(shí)，所述第一金屬鍍層左側(cè)漸變線與所述第一排金屬通孔中每個(gè)金屬通孔的幾何中心之間的連線的最小垂直距離在0.2λ-0.3λ范圍內(nèi)，其中，λ為真空中所述圓極化天線的中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。
[0020]可選的，所述圓極化天線的工作模式為:TEiq與TE2q模的混合模式。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圓極化天線，包括介質(zhì)基板、位于該介質(zhì)基板頂層的第一金屬鍍層和位于該介質(zhì)基板底層的第二金屬鍍層，通過(guò)在所述介質(zhì)基板上開(kāi)設(shè)有貫穿所述介質(zhì)基板、第一金屬鍍層和第二金屬鍍層的第一排金屬通孔和第二排金屬通孔;所述第一金屬鍍層開(kāi)設(shè)有第一漸變縫隙，第二金屬鍍層開(kāi)設(shè)有第二漸變縫隙，其中所述第一漸變縫隙和第二漸變縫隙關(guān)于yoz平面對(duì)稱，且位于第一排金屬通孔和第二排金屬通孔之間，使所述圓極化天線沿漸變縫隙的電流在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)產(chǎn)生X方向的電場(chǎng)，沿金屬通孔的電流在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)產(chǎn)生y方向的電場(chǎng)，且X方向的電場(chǎng)和y方向的電場(chǎng)的幅度相等，相位差為90度。因此，所述圓極化天線具有圓極化特性和較強(qiáng)的抗干擾能力。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種圓極化天線的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線的回波損耗特性曲線；
?0027]圖5a為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線工作在57GHz，χοζ平面的福射方向圖；
[0028]圖5b為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線工作在57GHz，yoz平面的福射方向圖；
[0029]圖5c為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線工作在60GHz，xoz平面的福射方向圖；
[°03°]圖5d為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線工作在60GHz，yoz平面的福射方向圖；
[°031 ]圖5e為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線工作在64GHz，xoz平面的福射方向圖；
[0032]圖5f為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線工作在64GHz，yoz平面的福射方向圖；
[0033]圖6a為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線在+ζ方向的軸比隨頻率變化的曲線圖；
[0034]圖6b為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圓極化天線在+ζ方向各工作頻率對(duì)應(yīng)的圓極化增益示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本