[发明专利]一种微波和光学纳米的共口径一体化天线结构

说明书

本发明公开一种微波和光学纳米的共口径一体化天线结构，包括微波天线、光学纳米天线和天线底座，微波天线和光学纳米天线均设置在天线底座上；微波天线包括若干板状的天线线阵，天线线阵设置在天线底座的上端面上，天线底座上设置有若干透光槽，光学纳米天线包括天线透镜、感光器件和光学成像装置，天线透镜对应透光槽设置；感光器件和光学成像装置设置在天线底座的下端面上，且感光器件位于光学纳米天线的聚焦处；本发明通过选择合适的微波天线及合理的结构设计，消除了两种天线对彼此性能的不良影响，在有效口径内实现了两种天线的一体化，打破了传统两种天线难以共口径一体化集成的现状，减小了占用空间，有很高的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及天线设备领域，具体涉及一种微波和光学纳米的共口径一体化天线结构。

背景技术

光学纳米天线是一种能够辐射和接收光波的人工光子微结构，通常由按一定规律排列的、一定形状的，尺寸维度在微纳米级别的金属颗粒构成。光学纳米天线工作在光波段，波长在纳米级别，微波天线工作在微波频段，波长在分米和厘米级，二者属于跨尺度、跨领域的两种天线。

现有的光学纳米天线和微波天线均采用传统的独立性设计，虽可单独进行功能性的使用，但集成化程度低，在结构上难以集成到一起，集成到一起对两种天线的影响较大。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种微波和光学纳米的共口径一体化天线结构，包括微波天线、光学纳米天线和天线底座，所述微波天线和所述光学纳米天线均设置在所述天线底座上；所述微波天线包括若干板状的天线线阵，所述天线线阵设置在所述天线底座的上端面上，所述天线底座上设置有若干透光槽，所述光学纳米天线包括天线透镜、感光器件和光学成像装置，所述天线透镜对应所述透光槽设置；所述感光器件和所述光学成像装置设置在所述天线底座的下端面上，且所述感光器件位于所述光学纳米天线的聚焦处；所述微波天线还包括馈电网络盒，所述馈电网络盒内设置有与所述天线线阵连接的馈电网络，所述馈电网络盒和各所述天线线阵一一对应设置，所述馈电网络通过所述连接器与天线收发组件连接。

较佳的，各所述天线线阵均平行设置，且均垂直设置在所述天线底座上。

较佳的，所述透光槽和所述天线线阵交替排列设置，相邻所述天线线阵的间距为d，所述透光槽间距c不大于d-8mm，其中，c和d的单位均为mm，相邻天线线阵间距d通过所述微波天线的最高工作频率确定。

较佳的，所述馈电网络盒设置为长方体，所述馈电网络盒设置在所述天线底座的底部，所述馈电网络盒在长边方向上的端部上设置有连接器。

较佳的，所述天线透镜设置为长方形或圆形。

较佳的，所述光学纳米天线包括介质支撑板，所述介质支撑板的介电常数大于20。

较佳的，在所述天线线阵上设置有若干金属材质的Vivaldi天线主体，所述天线主体的两侧面上开设有拱门形减重槽。

较佳的，所述天线线阵底部设置有长方形谐振腔，所述谐振腔通过连接腔连接开口逐步张大的渐变槽，所述渐变槽由所述天线底座向远离所述天线底座的方向开口逐渐增大。

较佳的，所述连接腔包括水平段和倾斜段，所述水平段和所述谐振腔连通，所述水平段通过所述倾斜段与所述渐变槽靠近所述天线底座的端部连通；天线馈电同轴探针位于所述水平段位置上。

较佳的，所述微带Vivaldi天线由双层覆铜微带板制作，一面覆铜制作Vivaldi天线馈电线，另一面覆铜制作Vivaldi天线辐射面。