一種太赫茲圓極化天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太赫茲圓極化天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)有通信頻段資源的日益稀缺，通信的容量和速度要求迅速發(fā)展，人們將目光投向了太赫茲頻段，太赫茲頻段近來在生物醫(yī)學(xué)，雷達(dá)探測，無線通信等領(lǐng)域有了長足的發(fā)展。太赫茲天線的發(fā)展和設(shè)計(jì)思路來看，主要從以下三方面開展:一是將傳統(tǒng)天線按照頻率進(jìn)行比例縮放；二是對(duì)平面天線的介質(zhì)層做消除表面波效應(yīng)處理；三是用新型電磁材料來設(shè)計(jì)天線。
[0003]然而，現(xiàn)在的縮放天線，如喇叭、微帶貼片天線，都屬于窄帶形式，不能充分利用太赫茲的寬廣頻域資源。此外，雖然有消除表面波的處理，但由于一般采取的都是駐波天線，聞?lì)l電流在介質(zhì)中反復(fù)震蕩，會(huì)廣生聞的介質(zhì)損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種太赫茲圓極化天線，能夠使信號(hào)以圓極化的形式輸出，避免接收端出現(xiàn)交叉極化損耗，實(shí)現(xiàn)寬頻域工作和更好地收發(fā)耦合。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種太赫茲圓極化天線，包括:
[0007]固定支架；
[0008]信號(hào)輸入端；
[0009]天線單元，所述天線單元包括:四個(gè)單元片，且所述四個(gè)單元片以十字交叉的形式固定連接在所述固定支架上；
[0010]兩個(gè)90度相移器，所述兩個(gè)90度相移器的一端分別和所述四個(gè)單元片中位于同一平面上的兩個(gè)單元片通過饋線連接，且所述兩個(gè)90度相移器的另一端及另兩個(gè)位于同一平面上的單元片通過所述饋線與所述信號(hào)輸入端連接。
[0011]其中，所述固定支架為高阻電磁支架。
[0012]其中，所述饋線包括:主饋線、第一分支饋線、第二分支饋線、第三分支饋線和第四分支饋線，且所述第一分支饋線與第二分支饋線構(gòu)成一矩形，所述第三分支饋線與第四分支饋線構(gòu)成一矩形；
[0013]其中，所述主饋線為所述信號(hào)輸入端，所述第一分支饋線上連接有一 90度相移器，所述第二分支饋線上連接有另一 90度相移器，且所述第一分支饋線、第二分支饋線、第三分支饋線和第四分支饋線的一端分別與一單元片連接，所述第一分支饋線、第二分支饋線、第三分支饋線和第四分支饋線的另一端均與所述主饋線連接。
[0014]其中，所述單元片包括第一金屬貼片層、第二金屬貼片層和第三金屬貼片層，所述第一金屬貼片層和第三金屬貼片層為接地層，所述第二金屬貼片層為中心導(dǎo)帶層。
[0015]其中，所述第一金屬貼片層、第二金屬貼片層及第三金屬貼片層上的曲線結(jié)構(gòu)的一側(cè)均開設(shè)多排扼流槽，且所述第一金屬貼片層、第二金屬貼片層及第三金屬貼片層上的多排扼流槽在縱向方向上對(duì)齊，且位于同一平面上的兩個(gè)單元片上的所述扼流槽關(guān)于所述固定支架對(duì)稱。
[0016]其中，所述單元片包括兩層金屬貼片層，且其中一層金屬貼片層為接地層，另外一層金屬貼片層為中心導(dǎo)帶層。
[0017]其中，所述兩層金屬貼片層上的曲線結(jié)構(gòu)的一側(cè)均開設(shè)多排扼流槽，且所述兩層金屬貼片層上的多排扼流槽在縱向方向上對(duì)齊，且所述位于同一平面上的兩個(gè)單元片上的所述扼流槽關(guān)于所述固定支架對(duì)稱。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]本發(fā)明的太赫茲圓極化天線,采用天線單元為組成核心,該天線單元屬于Vivaldi行波天線，且行波天線的特點(diǎn)是將天線上電流以行波分布的方式在天線上傳播，使天線上的電流呈行波態(tài)，能量在行進(jìn)過程中全部或大部分輻射到空間中。又由于該天線單元末端的匹配負(fù)載的存在，所以使得本發(fā)明的太赫茲圓極化天線很好地抑制了反射波的出現(xiàn)，從而減少了波在介質(zhì)中反復(fù)震蕩現(xiàn)象，進(jìn)而減小了介質(zhì)損耗。
[0020]由于天線以行波狀態(tài)工作，所以當(dāng)頻率變化時(shí)，本發(fā)明的太赫茲圓極化天線的輸入阻抗近似不變，輻射方向圖的變化也非常小，因此帶寬較寬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)太赫茲頻域資源的充分利用。
[0021]此外，天線單元的四個(gè)單元片以十字交叉的形式固定連接在固定支架上，使得橫縱單元饋源信號(hào)相位正交，在天線前方，信號(hào)能夠以圓極化的形式輸出，便于太赫茲天線收發(fā)耦合，避免了交叉極化損耗。
[0022]進(jìn)一步地，固定支架為高阻電磁支架，使得能夠很好地阻止各單元片之間的表面波稱合影響。
[0023]進(jìn)一步地，饋線以矩形方式連接，使得本發(fā)明的太赫茲圓極化天線在實(shí)際的制作工藝及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算過程及方法更加簡單。
[0024]進(jìn)一步地，天線單元的單元片包括三層金屬貼片層，使得作為接地層的第一金屬貼片層和第三金屬貼片層分別與導(dǎo)帶層輸出的波矢量在垂直金屬貼片方向的分量上，能夠相互抵消，從而進(jìn)一步地避免單個(gè)單元片輸出信號(hào)的交叉電平出現(xiàn)。
[0025]進(jìn)一步地，在任一個(gè)金屬貼片層上的曲線結(jié)構(gòu)的一側(cè)均開設(shè)多排扼流槽，能夠抑制由于終端匹配不理想而產(chǎn)生的回波現(xiàn)象，使能量輸出率提高。
【附圖說明】
[0026]圖1表示本發(fā)明實(shí)施例的太赫茲圓極化天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2表示本發(fā)明實(shí)施例中的天線單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3表示本發(fā)明實(shí)施例中的天線單元的左視圖；
[0029]圖4表示本發(fā)明實(shí)施例中的天線單元的主視圖；
[0030]圖5表示本發(fā)明實(shí)施例中的單元片的分層解析圖；
[0031]圖6表示本發(fā)明實(shí)施例中太赫茲圓極化天線的饋線原理圖；
[0032]圖7表示本發(fā)明實(shí)施例中的單元片回波損耗圖；
[0033]圖8表示本發(fā)明實(shí)施例的太赫茲圓極化天線的160吉赫茲頻點(diǎn)遠(yuǎn)場方向圖。
[0034]其中圖中:1、固定支架；2、信號(hào)輸入端；3、天線單元；4、單元片；5、90度相移器；
6、主饋線；7、第一分支饋線；8、第二分支饋線；9、第三分支饋線；10、第四分支饋線；401、第一金屬貼片層；402、第二金屬貼片層；403、第三金屬貼片層；11、扼流槽；12、曲線結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0036]依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種太赫茲圓極化天線，如圖1和圖2所示，該太赫茲圓極化天線包括:
[0037]固定支架I ;
[0038]信號(hào)輸入端2 ；
[0039]天線單元3，所述天線單元3包括:四個(gè)單元片4，且所述四個(gè)單元片4以十字交叉的形式固定連接在所述固定支架I上；
[0040]兩個(gè)90度相移器5，所述兩個(gè)90度相移器5的一端分別和所述四個(gè)單元片4中位于同一平面上的兩個(gè)單元片4通過饋線連接，且所述兩個(gè)90度相移器5的另一端及另兩個(gè)位于同一平面上的單元片4通過所述饋線與所述信號(hào)輸入端2連接。
[0041]本發(fā)明實(shí)施例的太赫茲圓極化天線，以天線單元3為核心。由于該天線單元3屬于Vivaldi行波天線，且行波天線的特點(diǎn)是將天線上電流以行波分布的方式在天線上傳播。使天線上的電流呈行波態(tài)，能量在行進(jìn)過程中全部或大部分輻射到空間中。又由于該天線單元3末端的匹配負(fù)載的存在，所以使得本發(fā)明的圓極化天線很好地抑制了反射波，從而減少了波在介質(zhì)中反復(fù)震蕩的現(xiàn)象，進(jìn)而減小了介質(zhì)損耗。
[0042]由于天線以行波狀態(tài)工作，所以當(dāng)頻率變化時(shí)，本發(fā)明的圓極化天線的輸入阻抗近似不變，輻射方向圖的變化也非常