[发明专利]一种宽带低剖面传输阵列天线及无线通信设备

说明书

本发明公开了一种宽带低剖面传输阵列天线及无线通信设备，包括极化选择器和极化扭转反射表面，所述极化选择器位于极化扭转反射表面的上方，所述极化选择器包括若干个呈周期性排列的极化选择器单元，所述极化扭转反射表面包括若干个呈周期性排列的极化扭转反射表面单元，所述极化扭转反射表面的中间挖空，用于放置馈源喇叭。

技术领域

本发明涉及无线传输领域，具体涉及一种宽带低剖面传输阵列天线及无线 通信设备。

背景技术

随着5G移动通信、雷达、卫星等无线通讯系统的迅速发展，高效率、宽带、 高增益、低剖面已经成为现代毫米波天线的发展趋势之一。传输阵列天线作为 一种兼具低剖面微带阵列天线和高增益反射面天线特点的新型天线，具有增益 大、馈电简单、易加工、成本低等优点。但是，传统的传输阵列天线由于其阵 列单元的相位曲线多为非线性，导致传输阵列带宽较窄。同时，大的焦距也导 致传输阵列天线馈源与阵面之间剖面较高，不易与其他系统集成，这限制了其 在当前毫米波通讯系统中的应用。

近年来，基于枝节加载式贴片、多层频率选择表面、可重构有源移相器等 技术，传输阵列单元可以在一定程度上获得较宽的带宽，但是这些传输阵列单 元都不具备极化选择及极化转换能力，难以降低传输阵列天线的整体剖面。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明的首要目的是提供一种宽带 低剖面传输阵列天线，该天线基于差分馈电超表面极化选择器，并且能在较低 的剖面下实现较宽的带宽。

本发明的另一个目的是提供一种无线传输设备，该设备由该宽带低剖面传 输阵列天线构成。

本发明的首要目的采用如下技术方案：

一种宽带低剖面传输阵列天线，包括极化选择器和极化扭转反射表面，所 述极化选择器位于极化扭转反射表面的上方，所述极化选择器包括若干个呈周 期性排列的极化选择器单元，所述极化扭转反射表面包括若干个呈周期性排列 的极化扭转反射表面单元，所述极化扭转反射表面的中间挖空，用于放置馈源 喇叭。

所述极化选择器单元为多层叠加结构，由上至下依次包括上层超表面层、 上层介质基板、上层金属地层、中上层介质基板、中间层、中下层介质基板、 下层金属地层、下层介质基板及下层超表面层，所述下层金属地层及上层金属 地层刻蚀两条耦合缝隙，所述中间层设置两条传输线，所述上层超表面层及下 层超表面层均设置若干个呈周期性排列的金属贴片。

所述两条传输线关于中间层的中心点呈180度旋转对称。

进一步地，每条传输线的两端均加载匹配枝节。

所述极化扭转反射表面单元包括介质基板，所述介质基板的上表面设置金 属贴片层，所述介质基板的下表面设置金属地层。

所述金属贴片层包括至少两块极化扭转贴片。

进一步地，位于下层金属地层的两条耦合缝隙与位于上层金属地层的两条 耦合缝隙相互垂直。

所述中上层介质基板和中下层介质基板的厚度相等，所述上层介质基板的 厚度与下层介质基板的厚度相等。

所述极化扭转贴片为切角形贴片。

本发明的另一个目采用如下技术方案：

一种无线通信设备，包括宽带低剖面传输阵列天线。

本发明的有益效果：

(1)本发明提出的基于差分馈电超表面极化选择器单元具有反射X极化方 向的能量，透射Y极化方向的能量的特性，有较好的极化选择特性，可应用于 折叠型传输阵列中，降低阵列的整体剖面。

(2)本发明提出的基于差分馈电超表面极化选择器单元具有较宽的-1dB透 射带宽。