【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，主要应用在太赫兹频段的通信系统中，属于射频前端器件领域。
技术介绍
1、顺序旋转馈电技术因其实现方式简单、无需额外增加成本就可以有效改善圆极化天线的带宽、增益和辐射对称性等特性，在射频识别系统(rfid)、第五代移动通信(5g)系统、卫星通信和毫米波通信系统中得到广泛应用。相较于采用微扰形式的单一馈电端口多层圆极化天线和双端口多层圆极化天线，基于顺序旋转馈电的圆极化天线采用单层介质基板，结构设计简单，不需要众多的天线单元进行组阵，也不需要设计复杂的阵列馈电网络，常用于实现高增益平面圆极化天线阵，作为射频前端器件可以实现更高效的电磁波发射和接收性能。
2、基于顺序旋转馈电的圆极化天线的工作原理基于其各个端口的输出相位按0°,90°,180°,270°串联组成2*2的单元激励不通同的电流指向，从而实现圆极化性能。顺序旋转馈电的圆极化天线具有灵活性、高效性、适应性的优势，能够减少硬件开销，通过合理的馈电网络设计，可以在特定频段内实现良好的匹配和辐射特性，未来有希望广泛应用于无线通信、卫星通信、物联网和雷达等毫米波通信领域。
3、天线极化是指天线发射或接收电磁波时，电场矢量的方向。在通信系统中，天线极化影响信号的传播特性和接收效果。选择合适的极化方式可以提高信号的传输效率，减少干扰。例如，卫星通信常使用圆极化以抵抗多路径传播造成的信号衰减，而在一些地面无线通信中，可能会选择线性极化以适应特定环境条件。可重构技术能使天线在多种极化辐射模式中进行切换，满足不同
4、目前常规的圆极化天线大多应用于低频10ghz以下或ku/ka等卫星通信波段，在100ghz以上的毫米波频段由于高频设计的复杂性和加工工艺的难度通常难以实现规模化生产。常见的圆极化天线通常采用多层介质的单端口馈电或双端口馈电来实现圆极化，但在300ghz及以上的太赫兹频段，此类天线实现的圆极化性能差，且通常馈电网络也较为复杂，需要设计多层板结构来承载功率分配和阻抗匹配网络，这也增加了天线整体尺寸，难以应用于未来太赫兹通信的可重构需求场景。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术设计是一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，可以满足在140ghz的毫米波频段实现较好的圆极化性能。设计的天线单元剖面低，由单层石英玻璃介质板作为衬底，馈电方式简单，工艺难度低，易于加工和测试。顺序旋转馈电所采用的单元是低剖面微带天线，尺寸小、重量轻、成本低、容易集成和容易设计、所设计的基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线具有圆极化性能好、增益高、圆极化轴比宽等特点。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，包括介质基板10和金属地背板11，所述介质基板10的上表面设置有微带贴片4、微带线7和顺序旋转馈电网络9；
4、所述微带贴片为矩形金属贴片，共设有四个；每一微带贴片的其中一对角均设有切角缺陷，且在两切角之间的其中一边缘连接微带线7；相邻两微带贴片上的微带线通过顺序旋转馈电网络9的四分枝节连接；
5、所述顺序旋转馈电网络通过微带线匹配结构12与馈电端口连接8。
6、进一步的，所述顺序旋转馈电网络包括二分枝节和四分枝节；所述四分枝节设有两个，分别连接在二分枝节的两端；二分枝节连接在四分枝节的中间位置；所述微带线匹配结构连接在二分枝节上。
7、进一步的，所述微带线、顺序旋转馈电网络9的四分枝节以及带有切角缺陷的微带贴片均关于介质基板的中心旋转对称。
8、进一步的，所述四分枝节包括顺次相连的四个折枝节；四个折枝节具有三个90°的折弯角，其中，中间的折弯角朝向与两端的折弯角朝向相反。
9、进一步的，所述四分枝节的末端设有用于连接微带线的延伸。
10、进一步的，在四分枝节上，两端折弯角的背侧均设有缺陷切角。
11、进一步的，四个微带贴片相位差90°，4个微带线相位差90°。
12、本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点：
13、a)太赫兹频段圆极化性能好，增益高。采用基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线作为一个整体结构，该单元在微波传输线上s11＜-10db的带宽＞12ghz，增益＞10dbi，通过微带线进行馈电时，微带线的损耗叫小，微波传输特性好，天线辐射效率高。
14、b)圆极化轴比范围宽、轴比带宽高，驻波比小。基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，辐射右旋圆极化波，3db轴比带宽＞8ghz、3db轴比范围超90°，覆盖完整半功率波束宽度。
15、c)剖面低，尺寸小，制造方便。石英玻璃基板上刻蚀1um金作为辐射单元和馈电网络，反射背板为完整一层金，介质厚度为50um，单层板加工更易于实现，不涉及衬底通孔工艺，赋金层均可通过表面工艺实现，馈电结构简单，可以实现快速印刷制造。
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1.一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，包括介质基板(10)和金属地背板(11)，其特征在于，所述介质基板(10)的上表面设置有微带贴片(4)、微带线(7)和顺序旋转馈电网络(9)；
2.根据权利要求1所述的一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，其特征在于，所述顺序旋转馈电网络包括二分枝节和四分枝节；所述四分枝节设有两个，分别连接在二分枝节的两端；二分枝节连接在四分枝节的中间位置；所述微带线匹配结构连接在二分枝节上。
3.根据权利要求1所述的一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，其特征在于，所述微带线、顺序旋转馈电网络(9)的四分枝节以及带有切角缺陷的微带贴片均关于介质基板的中心旋转对称。
4.根据权利要求2所述的一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，其特征在于，所述四分枝节包括顺次相连的四个折枝节；四个折枝节具有三个90°的折弯角，其中，中间的折弯角朝向与两端的折弯角朝向相反。
5.根据权利要求1所述的一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，其特征在于，所述四分枝节的末端设有用于连接微带线的延伸。p>
6.根据权利要求1所述的一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，其特征在于，在四分枝节上，两端折弯角的背侧均设有缺陷切角。
7.根据权利要求1所述的一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，其特征在于，四个微带贴片相位差90°，4个微带线相位差90°。
...【技术特征摘要】
1.一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，包括介质基板(10)和金属地背板(11)，其特征在于，所述介质基板(10)的上表面设置有微带贴片(4)、微带线(7)和顺序旋转馈电网络(9)；
2.根据权利要求1所述的一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，其特征在于，所述顺序旋转馈电网络包括二分枝节和四分枝节；所述四分枝节设有两个，分别连接在二分枝节的两端；二分枝节连接在四分枝节的中间位置；所述微带线匹配结构连接在二分枝节上。
3.根据权利要求1所述的一种基于顺序旋转馈电的太赫兹波段圆极化天线，其特征在于，所述微带线、顺序旋转馈电网络(9)的四分枝节以及带有切角缺陷的微带贴片均关于介质基板的中心旋转对称...
【专利技术属性】
技术研发人员：张乃柏，何小龙，黄建明，关维国，潘庆华，崔岩松，王子莱，汪春霆，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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