[实用新型]一种太赫兹圆极化天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种太赫兹圆极化天线。

背景技术

随着现有通信频段资源的日益稀缺，通信的容量和速度要求迅速发展，人们将目光投向了太赫兹频段，太赫兹频段近来在生物医学，雷达探测，无线通信等领域有了长足的发展。从太赫兹天线的发展和设计思路来看，主要从以下三方面开展：一是将传统天线按照频率进行比例缩放；二是对平面天线的介质层做消除表面波效应处理；三是用新型电磁材料来设计天线。

然而，现在的缩放天线，如喇叭、微带贴片天线，都属于窄带形式，不能充分利用太赫兹的宽广频域资源。此外，虽然有消除表面波的处理，但由于一般采取的都是驻波天线，高频电流在介质中反复震荡，会产生高的介质损耗。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种太赫兹圆极化天线，能够使信号以圆极化的形式输出，避免接收端出现交叉极化损耗，实现宽频域工作和更好地收发耦合。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

依据本实用新型的一个方面，提供了一种太赫兹圆极化天线，包括：

固定支架；

信号输入端；

天线单元，天线单元包括：四个单元片，且四个单元片以十字交叉的形式固定连接在固定支架上；

两个90度相移器，两个90度相移器的一端分别和四个单元片中位于同一平面上的两个单元片通过馈线连接，且两个90度相移器的另一端及另两个位于同一平面上的单元片通过馈线与信号输入端连接。

其中，固定支架为高阻电磁支架。

其中，馈线包括：主馈线、第一分支馈线、第二分支馈线、第三分支馈线和第四分支馈线，且第一分支馈线与第二分支馈线构成一矩形，第三分支馈线与第四分支馈线构成一矩形；

其中，主馈线为信号输入端，第一分支馈线上连接有一90度相移器，第二分支馈线上连接有另一90度相移器，且第一分支馈线、第二分支馈线、第三分支馈线和第四分支馈线的一端分别与一单元片连接，第一分支馈线、第二分支馈线、第三分支馈线和第四分支馈线的另一端均与主馈线连接。

其中，单元片包括第一金属贴片层、第二金属贴片层和第三金属贴片层，第一金属贴片层和第三金属贴片层为接地层，第二金属贴片层为中心导带层。

其中，第一金属贴片层、第二金属贴片层及第三金属贴片层上的曲线结构的一侧均开设多排扼流槽，且第一金属贴片层、第二金属贴片层及第三金属贴片层上的多排扼流槽在纵向方向上对齐，且位于同一平面上的两个单元片上的扼流槽关于固定支架对称。

其中，单元片包括两层金属贴片层，且其中一层金属贴片层为接地层，另外一层金属贴片层为中心导带层。

其中，两层金属贴片层上的曲线结构的一侧均开设多排扼流槽，且两层金属贴片层上的多排扼流槽在纵向方向上对齐，且位于同一平面上的两个单元片上的扼流槽关于固定支架对称。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的太赫兹圆极化天线，采用天线单元为组成核心，该天线单元属于Vivaldi行波天线，且行波天线的特点是将天线上电流以行波分布的方式在天线上传播，使天线上的电流呈行波态，能量在行进过程中全部或大部分辐射到空间中。又由于该天线单元末端的匹配负载的存在，所以使得本实用新型的太赫兹圆极化天线很好地抑制了反射波的出现，从而减少了波在介质中反复震荡现象，进而减小了介质损耗。

由于天线以行波状态工作，所以当频率变化时，本实用新型的太赫兹圆极化天线的输入阻抗近似不变，辐射方向图的变化也非常小，因此带宽较宽，进而实现了对太赫兹频域资源的充分利用。

此外，天线单元的四个单元片以十字交叉的形式固定连接在固定支架上，使得横纵单元馈源信号相位正交，在天线前方，信号能够以圆极化的形式输出，便于太赫兹天线收发耦合，避免了交叉极化损耗。

进一步地，固定支架为高阻电磁支架，使得能够很好地阻止各单元片之间的表面波耦合影响。

进一步地，馈线以矩形方式连接，使得本实用新型的太赫兹圆极化天线在实际的制作工艺及相关参数的计算过程及方法更加简单。

进一步地，天线单元的单元片包括三层金属贴片层，使得作为接地层的第一金属贴片层和第三金属贴片层分别与导带层输出的波矢量在垂直金属贴片方向的分量上，能够相互抵消，从而进一步地避免单个单元片输出信号的交叉电平出现。

进一步地，在任一个金属贴片层上的曲线结构的一侧均开设多排扼流槽，能够抑制由于终端匹配不理想而产生的回波现象，使能量输出率提高。

附图说明