【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术实施例涉及通信，具体涉及设计一种用于毫米波或以上频段、具有高增益的相控阵天线的基本辐射单元。
技术介绍
1、无线数据流量不断增长，预测在未来十年内将保持指数增长模式。这一预测促使学术界和工业界超越当代无线标准，构思第六代(6g)无线网络。在各种有前景的解决方案中，基于太赫兹(thz)的通信被确认为是6g及以后时代极有可能的技术。
2、thz频段是300ghz以上的一组频率，且90-300ghz的频率范围被归类为亚thz频段。亚thz频段可以释放大量的新频谱，因此有望提供巨大的数据速率。由于亚thz频段的范围有限，亚thz频段中的数据传输将被限制在非常特定的场景中，在这些场景中，需要在局部区域中实现极高的数据速率和/或低延迟。然而，较低频率的频段仍然极其重要，可能在覆盖、容量和移动性方面成为6g时代的基本频谱。虽然已经证明可以在thz频段发送信号，但在长距离上使用thz频段传输信号几乎是具有挑战性的。这是因为，频率越高，信号可传输的距离越短。有鉴于此，预计将从亚thz频段的较低端开始亚thz部署，从而可以充分利用较低亚thz频率的传播特性，并允许较高频段的设备生态系统有相对较长的时间来达到所需的成熟度。
3、由于在5g时代已经发生了宏蜂窝、微蜂窝、皮蜂窝以及飞蜂窝级别的发展，真正缺少的是在非常短的距离内(即局部通信)以非常低的延迟进行超可靠、高数据速率的传输。这种应用场景可以是虚拟现实(vr)头戴式显示器(hmd)与其控制台的通信，或者制造单元中“主计算机与从属机器人或机械臂”之间的通信，其中高精
4、另一方面，使用低温共烧陶瓷(ltcc)处理过的陶瓷材料可以带来许多优点，包括无源器件的高集成能力和低成本，因此非常适合大批量生产。
5、提供这些背景信息的目的是揭示申请人认为可能与本申请相关的信息。这无意也不应被解释为承认任何上述信息构成与本申请相关的现有技术。
技术实现思路
1、根据本专利技术的实施例，提供了一种基于多层衬底的偶极子，并且还提供了尺寸小于自由空间波长70％的偶极子阵列。其中，偶极子阵列可以通过使用标准光刻或通过高温共烧陶瓷(ltcc/htcc)技术来制造。这样，当偶极子阵列作为毫米波或以上频段(例如100ghz)的相控阵天线的基本辐射单元时，基本辐射单元的阻抗和辐射带宽相对较宽，例如超过正常规格的25％以上。
2、所公开实施例的基于多层衬底的偶极子是磁电(me)偶极子，其包括辐射臂和短路通孔，其中所述辐射臂表示电偶极子，所述短路通孔表示磁偶极子。偶极子还包括一组通孔和微带线，以实现为偶极子馈电的巴伦(平衡-不平衡变换器)。
3、根据本公开的第一方面，提供一种单极化me偶极子，其包括：电偶极子，由位于顶部衬底层上的第一金属板的两部分构成；磁偶极子，由连接到所述第一金属板的第一通孔和位于底部衬底层上的第三金属板构成，其中中部衬底层夹在所述顶部衬底层和所述底部衬底层之间；巴伦，用于为me偶极子馈电，其中所述巴伦包括由所述第一金属板的另一部分构成的水平部分和由第三通孔构成的垂直部分，所述第三通孔连接到位于所述中部衬底层上的第二金属板的一部分；和反射部分，由所述第三金属板的部分构成。其中，所述顶部衬底层、所述中部衬底层和所述底部衬底层以多层结构堆叠，从而便于布置所述第一金属板、所述第二金属板、所述第三金属板、所述第一通孔和所述第三通孔。
4、为了获得具有相对较高的增益和相对较低的交叉极化的稳定的阻抗带宽，设计了一种由上述me偶极子组成的阵列(也称为偶极子阵列)作为毫米波或以上频段相控阵天线的基本辐射单元(也称为辐射器或基于偶极子的辐射器)。偶极子阵列包括排列成阵列的多个上述me偶极子，并且可以通过功率分配器从中心馈电、以及通过选择正确的馈电点来平衡相应的馈电相位。所述阵列的区域为多层结构，以便于布置金属板和通孔，偶极子阵列的尺寸相对较小，可以作为相控阵天线的基本辐射单元。
5、根据本专利技术的实施例，基于偶极子的辐射器被设计成具有多层结构，其中馈电部分和辐射部分被夹在中部衬底层和底部陈底层之间的金属接地层分隔开，并且通过由通孔形成的同轴线电连接。这种布置显著地减小了馈电部分对辐射器的辐射部分的影响，反之亦然。
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1.一种单极化磁电ME偶极子包括：
2.如权利要求1所述的单极化ME偶极子，其中，所述巴伦的所述水平部分以微带线的形式印刷在所述中部衬底层上。
3.如权利要求1所述的单极化ME偶极子，其中，所述微带线进一步延伸至来自另一平面的同轴馈线。
4.如权利要求1至3中任一项所述的单极化ME偶极子，其中，所述第一金属板的用于形成所述电偶极子的两部分是成对的臂的形式。
5.如权利要求1至4中任一项所述的单极化ME偶极子，其中，所述顶部衬底层、所述中部衬底层和所述底衬底层具有相同的厚度，或具有不同的厚度。
6.如权利要求1至5中任一项所述的单极化ME偶极子，其中，所述ME偶极子还包括第二通孔，以连接所有的所述第一金属板、所述第二金属板和所述第三金属板。
7.如权利要求1至7中任一项所述的单极化ME偶极子，其中，所述ME偶极子还包括第四通孔，以将电磁信号从馈电部分传送到辐射部分，所述馈电部分包括所述第三金属板的部分，所述辐射部分包括所述第二金属板的一些部分。
8.一种用于毫米波或以上频段的相控阵天线的基本辐射单元
9.如权利要求8所述的基本辐射单元，其中，所述巴伦的所述水平部分以微带线的形式印刷在所述中部衬底层上。
10.如权利要求8至9中任一项所述的基本辐射单元，其中，所述功率分配器进一步用于所述两个相邻ME偶极子之间的相位平衡。
11.如权利要求8至10中任一项所述的基本辐射单元，其中，所述阵列的总尺寸保持在f0处波长的0.7倍以下。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种单极化磁电me偶极子包括：
2.如权利要求1所述的单极化me偶极子，其中，所述巴伦的所述水平部分以微带线的形式印刷在所述中部衬底层上。
3.如权利要求1所述的单极化me偶极子，其中，所述微带线进一步延伸至来自另一平面的同轴馈线。
4.如权利要求1至3中任一项所述的单极化me偶极子，其中，所述第一金属板的用于形成所述电偶极子的两部分是成对的臂的形式。
5.如权利要求1至4中任一项所述的单极化me偶极子，其中，所述顶部衬底层、所述中部衬底层和所述底衬底层具有相同的厚度，或具有不同的厚度。
6.如权利要求1至5中任一项所述的单极化me偶极子，其中，所述me偶极子还包括第二通孔，以连接所有的所述第一金属板、所述第二金属板和所述第三金...
【专利技术属性】
技术研发人员：普莱姆，徐魁文，郦小艳，余显斌，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：
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