[发明专利]一种天线单元和天线阵列

说明书

本申请提供了一种天线单元和天线阵列，天线单元包括M层十字金属贴片，M层介质基板，以及金属地层，其中，M为大于1的整数。且，第i层十字金属贴片和第i+1层十字金属贴片之间设置有第i层介质基板。第i层十字金属贴片，第i层介质基板以及第i+1层十字金属贴片依次叠层设置，i为1到M‑1之间的整数。第M层十字金属贴片，第M层介质基板以及金属地层依次叠层设置。本申请提供的天线单元以及由本申请提供的单元组成的天线阵列，可以具有良好的极化特性，较宽的工作带宽以及较好的相移特性。

技术领域

本申请涉及到通信技术领域，尤其涉及到一种天线单元和天线阵列。

背景技术

超表面天线广泛地应用于电磁通信、雷达等领域。随着电子无线通信技术的不断发展和完善，雷达和通信系统都期望天线具有更多的功能性和自适应性。但是传统的超表面天线由于超表面天线单元的特性无法同时满足双极化、宽带宽的要求，应用范围受到限制。

现有的超表面天线单元的相移曲线线性度较差，所以超表面天线阵列的工作带宽较窄。另外，现有的超表面天线单元工作在双极化状态下的单元交差极化分量较大，不便于同时对不同极化的电磁波进行独立调控。

发明内容

本申请提供了一种天线单元和天线阵列，具有良好的相移特性，能够实现较宽的工作带宽，同时便于对不同极化的电磁波进行独立调控。

第一方面，本申请提供一种天线单元和天线阵列，该天线单元包括M层十字金属贴片，M层介质基板，以及金属地层，其中，M为大于1的整数。第i层十字金属贴片和第i+1层十字金属贴片之间设置有第i层介质基板，且第i层十字金属贴片，第i层介质基板以及第i+1层十字金属贴片依次叠层设置，i为1到M-1之间的整数。第M层十字金属贴片，第M层介质基板以及所述金属地层依次叠层设置。

一种实施方式中，M层十字金属贴片的每层十字金属贴片的几何中心在水平面上的投影重合，其中，所述的水平面为平行于所述金属地层的平面。从而天线单元具有更好的极化特性。

一种实施方式中，M层十字金属贴片的不同层十字金属贴片的形状为都为同一形状；或者，M层十字金属贴片的不同层十字金属贴片的形状不完全相同；或者，M层十字金属贴片的不同层十字金属贴片形状完全不相同。从而，天线单元可以适应于不同的需求而设计。

一种实施方式中，当M层十字金属贴片的不同层十字金属贴片的形状为都为同一形状时，M层十字金属贴片的不同层十字金属贴片的大小都相同；或者，M层十字金属贴片的不同层十字金属贴片的大小不完全相同；或者，M层十字金属贴片的不同层十字金属贴片的大小完全不相同。从而，可以根据具体的性能需求确定天线单元的大小。

一种实施方式中，当M层十字金属贴片的不同层十字金属贴片的形状为都为同一形状时，第i层十字金属贴片的面积小于第i+1层十字金属贴片的面积。

一种实施方式中，十字金属贴片是相互垂直的两个矩形金属贴片。可选的，相互垂直的两个矩形金属贴片是一体成型的，从而，天线单元便于加工。

一种实施方式中，M层介质基板的不同层介质板厚度都相同；或者，M层介质基板的不同层介质板厚度不完全相同；或者，M层介质基板的不同层介质板厚度完全不相同。

一种实施方式中，天线单元为一体成型的多层印刷电路板；或者，所述天线单元为多个单层印刷电路板贴合而成；或者，天线单元为多个单层印刷电路板和多个多层印刷电路板贴合而成。

可见，采用本申请提供天线单元，通过采用十字金属贴片结构可以对不同极化的入射电磁波进行独立调控，从而天线单元具有良好的极化特性。另外，采用多层所述十字金属贴片结构不仅可以增大工作带宽还可以提升相移特性。

第二方面，本申请还提供一种天线阵列，包括以上第一方面以及第一方面任一实施方式的天线单元。

一种实施方式中，该天线阵列包括多个所述的天线单元，多个所述的天线单元呈周期性排列。