基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线制造技术

本技术属于天线技术领域，涉及一种基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，所述天线包括辐射器、第一介质基板、第二介质基板和AMC超表面单元；第二介质基板上表面设置2×2周期性排列的AMC超表面单元，第一介质基板设置在第二介质基板中心位置上方0.5mm处，辐射器固定在第一介质基板上，可有效降低天线整体剖面尺寸，提高增益，改善性能，中心对称结构的谐振椭圆环与扇形开槽，使天线具有圆极化特性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于天线，涉及一种毫米波圆极化天线，特别是一种基于amc的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，可用于5g中继基站。

技术介绍

1、近些年，伴随着第五代移动通信技术(5g)的迅速发展，人们对高速度和低延迟信息传输的需求日益见长，由此带来的是对相关天线的各项指标的要求越来越高。毫米波作为5g通信的主要频段之一，与前代通信系统明显相区别，因而其与发射和接收它的终端天线一起，构成了5g通信关键技术的一个重要方面，即新型毫米波天线技术。天线作为与外部自由空间进行信息交互的桥梁与纽带，其技术的革新是5g通信技术演进蓝图中极其重要的一环，毫米波技术则是5g通信另一项不同于前代通信技术的革新。

2、电磁波的极化一般用矢量电场末端的运动轨迹来进行描述，根据矢量电场末端随时间运动的轨迹所形成的形状，将电磁波的极化分为线极化、圆极化以及椭圆极化，并根据矢量电场末端运动的方向，还可将圆(椭圆)极化进一步分为左旋圆(椭圆)极化和右旋圆(椭圆)极化。圆极化波的产生是通过激励辐射天线产生两个相互正交、幅度相同并目相位差为90°的线极化波。

3、圆极化(cp)天线由于其强大的抗干扰能力，更好的移动性和多径抑制能力，随着天线应用在越来越多的设备上，在有些应用场景上，比如应用在机载天线、车载天线、室内天线等场景，宽带和低剖面天线是无线通信技术的发展的趋势之一，因此，提高圆极化天线的带宽，实现高增益和低剖面特性成为十分重要的研究方向。为了探索同相反射的特性，人们提出了一种没有通孔的周期性贴片表面结构，即人工磁导体(amc)，在一定频率范围内，反射波的相位等于入射波的相位，amc反射器可用于减小天线的高度，amc反射器在天线小型化的应用中展现了巨大的潜力，因此，研究和设计新型amc结构将其应用于天线中来实现天线的低剖面特性具有重要价值和意义。

技术实现思路

1、本技术的目的在于解决技术中存在的问题，设计提供一种基于amc的毫米波柔性透明高增益圆极化天线。

2、为实现上述目的，本技术所述基于amc的毫米波柔性透明高增益圆极化天线包括辐射器、第一介质基板、第二介质基板和amc超表面单元；第二介质基板上表面设置2×2周期性排列的amc超表面单元，第一介质基板设置在第二介质基板中心位置上方0.5mm处，辐射器固定在第一介质基板上。

3、作为本技术的进一步技术方案，所述辐射器包括方环形贴片、谐振椭圆环和微带馈线，方环形贴片的对称轴线上对称设置两个谐振椭圆环，谐振椭圆环的外圆与方环形贴片的内边相切，方环形贴片上设置谐振椭圆环的对称轴线的两个对角处分别切割90°扇形开槽，微带馈线设置在第一介质基板的下表面，微带馈线与谐振椭圆环的长轴平行。

4、作为本技术的进一步技术方案，所述amc超表面单元采用两个对角带有切角的方形贴片结构。

5、作为本技术的进一步技术方案，所述第二介质基板由第一pet层、pvc层、ito层和第二pet层自上而下设置的四层结构构成。

6、作为本技术的进一步技术方案，所述辐射器采用ito材质制成，厚度为10um，电导率20000s/m。

7、作为本技术的进一步技术方案，所述微带馈线采用50ω矩形微带馈线，微带馈线的长为2.75mm，宽为0.37mm，用于实现天线的圆极化特性。

8、作为本技术的进一步技术方案，所述方环形贴片的外边长为5mm，内边长为3.4mm，谐振椭圆环的外圆轴比为1.25，外圆长轴为1.2mm，内圆轴比为1.43，内圆长轴为0.7mm，扇形开槽的半径为0.7mm。

9、作为本技术的进一步技术方案，所述amc超表面单元的边长均为5.25mm，切角为等腰直角三角形，斜边长2mm，相连两个amc超表面单元的间隔为1mm。

10、作为本技术的进一步技术方案，所述第一介质基板与第二介质基板的介质常数与厚度均不同，第一介质基板采用厚度为0.125mm的pet材质制成，相对介电常数为3.2，损耗正切值0.003；第二介质基板的pvc层采用厚度为1.5mm的pvc材质制成，相对介电常数2.7，损耗正切0.007；第二介质基板的ito层厚度为1.5mm的ito材质制成，电导率20000s/m；第二介质基板的pet层采用厚度为0.125mm的pet材质制成，相对介电常数为3.2，损耗正切值0.003。

11、与现有技术相比，本技术具有以下优点：

12、1.本技术采用的贴片结构和介质基板采用pet或pvc等材料，具有柔性和可弯曲性；

13、2.本技术设计的辐射器外边长为5*5mm，可工作在5g毫米波段；

14、3.本技术在第二介质基板设计2×2的amc超表面单元，在一定频率范围内，反射波的相位等于入射波的相位，可有效降低天线整体剖面尺寸，提高增益，改善性能；

15、4.本技术设计了中心对称结构的谐振椭圆环与扇形开槽，使天线具有圆极化特性。

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【技术保护点】

1.一种基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，包括辐射器、第一介质基板、第二介质基板和AMC超表面单元；第二介质基板上表面设置2×2周期性排列的AMC超表面单元，第一介质基板设置在第二介质基板中心位置上方0.5mm处，辐射器固定在第一介质基板上。

2.根据权利要求1所述基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述辐射器包括方环形贴片、谐振椭圆环和微带馈线，方环形贴片的对称轴线上对称设置两个谐振椭圆环，谐振椭圆环的外圆与方环形贴片的内边相切，方环形贴片上设置谐振椭圆环的对称轴线的两个对角处分别切割90°扇形开槽，微带馈线设置在第一介质基板的下表面，微带馈线与谐振椭圆环的长轴平行。

3.根据权利要求1所述基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述AMC超表面单元采用两个对角带有切角的方形贴片结构。

4.根据权利要求1所述基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述第二介质基板由第一PET层、PVC层、ITO层和第二PET层自上而下设置的四层结构构成。

5.根据权利要求2所述基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述辐射器的厚度为10um，电导率为20000S/m。

6.根据权利要求2所述基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述微带馈线采用50Ω矩形微带馈线，微带馈线的长为2.75mm，宽为0.37mm。

7.根据权利要求2所述基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述方环形贴片的外边长为5mm，内边长为3.4mm，谐振椭圆环的外圆轴比为1.25，外圆长轴为1.2mm，内圆轴比为1.43，内圆长轴为0.7mm，扇形开槽的半径为0.7mm。

8.根据权利要求1所述基于AMC的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述AMC超表面单元的边长均为5.25mm，切角为等腰直角三角形，斜边长2mm，相连两个AMC超表面单元的间隔为1mm。

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【技术特征摘要】

1.一种基于amc的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，包括辐射器、第一介质基板、第二介质基板和amc超表面单元；第二介质基板上表面设置2×2周期性排列的amc超表面单元，第一介质基板设置在第二介质基板中心位置上方0.5mm处，辐射器固定在第一介质基板上。

2.根据权利要求1所述基于amc的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述辐射器包括方环形贴片、谐振椭圆环和微带馈线，方环形贴片的对称轴线上对称设置两个谐振椭圆环，谐振椭圆环的外圆与方环形贴片的内边相切，方环形贴片上设置谐振椭圆环的对称轴线的两个对角处分别切割90°扇形开槽，微带馈线设置在第一介质基板的下表面，微带馈线与谐振椭圆环的长轴平行。

3.根据权利要求1所述基于amc的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述amc超表面单元采用两个对角带有切角的方形贴片结构。

4.根据权利要求1所述基于amc的毫米波柔性透明高增益圆极化天线，其特征在于，所述第二介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇，刘田，陈宏志，卢泽山，孙家正，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：新型
国别省市：