[发明专利]毫米波双圆极化透镜天线及电子设备

权利要求书

1.一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：包括平行设置的宽带圆极化平面馈源阵列(1)和双圆极化平面透镜(2)，宽带圆极化平面馈源阵列(1)通过双圆极化平面透镜(2)输出或接收信号，其中，

所述宽带圆极化平面馈源阵列(1)包括多个馈源天线单元，每个馈源天线单元包括四个按顺序旋转排布的缝隙耦合圆极化天线单元(1a)和一个微带并馈电路(1b)，微带并馈电路(1b)对四个缝隙耦合圆极化天线单元(1a)进行馈电；

所述双圆极化平面透镜(2)包括周期排布的多个双圆极化透射式相移单元(3)，每个双圆极化透射式相移单元(3)包括上层带槽堆叠金属贴片(3a)、设有两个圆形缝隙(3b)的第二金属地板(3c)、下层带槽堆叠金属贴片(3d)、两条上层微带线(3e)和两条下层微带线(3f)；

所述上层带槽堆叠金属贴片(3a)朝向宽带圆极化平面馈源阵列(1)，上层带槽堆叠金属贴片(3a)和下层带槽堆叠金属贴片(3d)均为双层金属贴片堆叠结构，上层带槽堆叠金属贴片(3a)的下层和两条上层微带线(3e)在同一层金属层且在物理上相连接；下层带槽堆叠金属贴片(3d)的上层和两条下层微带线(3f)在同一层金属层且在物理上相连接；

各上层微带线(3e)和下层微带线(3f)的外端设置相互连接且穿过圆形缝隙(3b)的金属通孔(3g)；上层带槽堆叠金属贴片(3a)和下层带槽堆叠金属贴片(3d)通过两条上层微带线(3e)、两条下层微带线(3f)和两个金属通孔(3g)相连；

所述双圆极化透射式相移单元(3)的两条上层微带线(3e)中的任意一条微带线，其相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一，另一条微带线的相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一加上或减去90°，双圆极化透射式相移单元的平面内旋转角度等于该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之差的四分之一；用于实现可独立控制的双圆极化毫米波束。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：每个双圆极化透射式相移单元(3)均为透射式半波片，上层带槽堆叠金属贴片(3a)、第二金属地板(3c)以及下层带槽堆叠金属贴片(3d)的层与层之间均设有一个介质层；

所述上层带槽堆叠金属贴片(3a)和下层带槽堆叠金属贴片(3d)在±45°方向上分别设有四个开口向外的矩形槽。

3.根据权利要求1所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：每个双圆极化透射式相移单元(3)的平面内旋转角度为0°，双圆极化透射式相移单元(3)的两条上层微带线(3e)的相移分别为该单元所需的两个线极化的相移的二分之一，且两条上层微带线(3e)和两条下层微带线(3f)图案和尺寸完全相同；用于实现可独立控制的双线极化波束。

4.根据权利要求1所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：所述每个缝隙耦合圆极化天线单元(1a)包括上层带斜切角的圆形金属贴片(1c)、下层带斜切角的圆形金属贴片(1d)和第一金属地板(1e)，第一金属地板(1e)上开设工字形耦合缝隙。

5.根据权利要求4所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：所述上层带斜切角的圆形金属贴片(1c)、下层带斜切角的圆形金属贴片(1d)的斜切角的角度为-45°或+45°；所述四个缝隙耦合圆极化天线单元(1a)按照顺序旋转方式排布，旋转角度依次为0°、90°、0°、90°；

所述微带并馈电路(1b)包括一个输入端口和四个输出端口，输入端口的特征阻抗为50欧姆，四个输出端口的特征阻抗为70欧姆，输出相位依次为0°、90°、180°、270°或0°、-90°、-180°、-270°。

6.根据权利要求1所述的毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：所述双圆极化平面透镜(2)包括透镜第一层基片(3h)、透镜第二层基片(3i)、透镜第三层基片(3j)、和透镜第四层基片(3k)；上层带槽堆叠金属贴片(3a)的两层分别附着在透镜第一层基片(3h)的上下表面，下层带槽堆叠金属贴片(3d)的两层分别附着在透镜第四层基片(3k)的上下表面，第二金属地板(3c)位于透镜第二层基片(3i)和透镜第三层基片(3j)之间。