[实用新型]一种传输阵列天线单元和传输阵列天线

说明书

本实用新型公开了一种传输阵列天线单元和传输阵列天线，包括上下对齐的四层金属片，相邻两层金属片的层间距相等；每层金属片均具有相互垂直的x₀对称轴和y₀对称轴；其中，x₀对称轴平行于X方向入射的线极化入射波；y₀对称轴平行于Y方向入射的线极化入射波；每层金属片上均设置有x₀向矩形缝隙和y₀向矩形缝隙，呈“十”字形正交布设，且交叉点均位于每层金属片的中心；四层金属片上的x₀向矩形缝隙和y₀向矩形缝隙的尺寸均相同，且上下对齐。本申请通过调整两正交缝隙的长度最终实现对两正交极化的独立调控；且具有低损耗、高稳定性、高增益和独立操纵两正交线极化入射波的能力。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别是一种传输阵列天线单元和传输阵列天线。

背景技术

随着通信技术的发展，微波通信已经难以满足人们对宽带宽和高传输速度的要求，所以人们寻求一个频率更高的波段来满足日益增高的通信需求。太赫兹波具有光子能量低、穿透性好、高分辨等特性，其频率介于0.1-10THz之间，使其具有很宽的频段，并且有很大的传输容量。太赫兹阵列天线具有体积小、性能好和波束控制灵活等优点已成为国内外研究的热点研究课题。

通信频谱越来越高，电磁波损耗也随之增加，为确保通信覆盖半径，现有技术中的微带阵列天线往往需要增加天线单元数来提高天线增益，然而单元数目增加后，需要设计复杂的馈电网络。

人工超材料天线因其特殊的结构，而有着比传统天线更优秀的性能。传输阵列天线因为其馈源和最大波束指向位于阵面的两侧而避免了反射阵列天线中普遍存在的馈源遮挡，从而具有更灵活的操作空间。

现有技术的天线在结构和效果方面主要有以下问题：

(1)天线体积大，复杂的馈电网络将引入额外的损耗，对于高频波频段此问题尤为突出，难以实现高增益。

(2)高频天线波束范围普遍较窄。

(3)结构复杂造成成本昂贵。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种传输阵列天线单元和传输阵列天线，该传输阵列天线单元和传输阵列天线能通过单独调整每个阵列天线单元中x₀向矩形缝隙和y₀向矩形缝隙的长度，实现对两正交极化的独立调控；另外，采用空间馈电的方式对各阵列天线单元进行馈电，具有低损耗、高稳定性、高增益和独立操纵两正交线极化入射波的能力，且天线体积小、高频天线波束范围宽、成本造价低。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种传输阵列天线单元，包括上下对齐的四层金属片，相邻两层金属片的层间距相等。

每层金属片均具有相互垂直的x₀对称轴和y₀对称轴。其中，x₀对称轴平行于X方向入射的线极化入射波。y₀对称轴平行于Y方向入射的线极化入射波。

每层金属片上均设置有沿x₀对称轴的x₀向矩形缝隙和沿y₀对称轴的y₀向矩形缝隙。x₀向矩形缝隙和y₀向矩形缝隙呈“十”字形正交布设，且交叉点均位于每层金属片的中心。

四层金属片上的x₀向矩形缝隙和y₀向矩形缝隙的尺寸均相同，且上下对齐。

x₀向矩形缝隙的长度尺寸lx能够调整，y₀向矩形缝隙的长度尺寸ly能调整。