一种缝隙耦合旋转极化天线的制作方法

本技术涉及通信天线技术，具体涉及一种缝隙耦合旋转极化天线。

背景技术：

1、现代通信天线技术是信息时代发展的重要基石，随着无线通信需求的不断增长和技术的飞速进步，天线作为信号传输的核心组件，扮演着越来越关键的角色。从传统的广播天线到如今的5g、卫星通信、物联网等多种先进应用，天线技术的演变和创新不断推动着全球通信网络的升级与发展。

2、现代通信天线不仅要求高效的信号传输，还必须具备小型化、低功耗、高频宽、智能化等多重特点，以适应复杂多变的通信环境和不断变化的用户需求。从微带天线到智能天线阵列，再到集成电路技术与天线的结合，现代通信天线正在朝着更加精密、灵活和高效的方向发展，成为信息流通的无形桥梁。

3、波导缝隙天线是一种利用波导结构中缝隙辐射电磁波的天线类型，广泛应用于高频、高功率的无线通信和雷达系统中。其工作原理基于波导中的电磁波在传播过程中，通过特定的缝隙将部分能量辐射到外部空间，从而实现信号的传输。波导缝隙天线实现了双极化设计，具有层叠结构简单，产品轻薄的优势。但是，当波导缝隙天线的双极化间距过近时，可能会导致隔离度较差、带宽不足等问题。此外，波导缝隙天线设计要求较高，需要吸收负载，并且结构精密，这会增加生产难度，影响产品的一致性。

4、波导喇叭天线是一种利用波导结构和喇叭形扩展端口的天线。它结合了波导的优点(例如高效的能量传输)和喇叭形状的优点(例如较好的辐射特性)，广泛应用于雷达、卫星通信、射频测试以及其他高频应用中。波导喇叭天线的结构相对简单，易成型、成本低、产品的良率及一致性高。但是，由于波导喇叭天线的单个天线间距较大且厚度较高，导致天线的旁瓣或栅瓣性能恶化，同时也使得产品更加笨重。

5、pcb微带天线是一种常见的天线类型，广泛应用于无线通信、雷达系统、卫星通信、物联网等领域。它采用印刷电路板技术，具有工艺成熟，结构简单，集成化高，天线方向图指标较好，整体轻薄等优点。但是，pcb微带天线的单整机效率低，天线实际增益低，影响通信速率。

6、pcb微带天线+有源天线是一种结合了微带天线和有源组件(如低噪声放大器、功率放大器等)的天线系统。该天线系统结合有源相控阵原理，将发射损耗前置，接收损耗后置，有效解决了pcb微带天线效率不高的缺陷。但是，这种结合方式提高了整体成本，增加了损耗，且因为有源为单向放大，引入后会导致带宽不足，增加散热和屏蔽后结构复杂。

7、纯金属圆极化天线是一种利用金属材料设计的天线，具有圆极化特性。圆极化意味着电磁波的电场矢量在传播方向上做圆形旋转。纯金属圆极化天线采用空气耦合的纯金属圆极化天线，具有相对带宽宽，辐射效率高等优势。但是，纯金属圆极化天线的天线单元尺寸较大，难以集成，不利于小间距组阵。

8、双馈点pcb圆极化天线是一种具有圆极化特性的天线设计，其在天线的馈电结构上采用了双馈点方式，以提高天线性能和应用灵活性。双馈点pcb圆极化天线具有较大的轴比波束宽度和超宽带的指标优势。但是，双馈点pcb圆极化天线不利于使用旋转布局进一步提升轴比波束宽度，且自身双馈电网络较为复杂，不利于降低成本。

技术实现思路

1、为此，本技术提供一种缝隙耦合旋转极化天线，以解决现有技术存在的天线厚度较高以及交叉极化隔离度差的问题。

2、为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、第一方面，一种缝隙耦合旋转极化天线，包括耦合结构、设置在所述耦合结构上方的辐射线支撑结构以及设置在所述辐射线支撑结构上方的第一辐射线和第二辐射线；

4、所述第一辐射线的一端通过第一销钉固定在所述辐射线支撑结构的上表面，所述第一辐射线的另一端向下沿着逆时针或顺时针方向设置，所述第二辐射线的一端通过第二销钉固定在所述辐射线支撑结构的上表面，所述第二辐射线的另一端向上沿着逆时针或顺时针方向设置，所述第一销钉和所述第二销钉的末端延伸至所述耦合结构；

5、所述耦合结构靠近所述辐射线支撑结构的一面刻蚀有工字型缝隙，所述耦合结构的内部设置有波导，所述波导的输入端位于所述耦合结构的外侧，所述波导的输出端位于所述工字型缝隙，所述第一销钉和所述第二销钉的末端通过所述工字型缝隙的垂直部分的两侧延伸至所述耦合结构。

6、作为优选，所述第一辐射线和所述第二辐射线设置为直角形状。

7、作为优选，所述第一辐射线和所述第二辐射线设置为圆弧形形状。

8、作为优选，所述第一辐射线和所述第二辐射线设置为椭圆形状。

9、作为优选，所述第一辐射线包括第一连接辐射线、第一直角辐射线和第一圆形辐射线、第一二极管和第二二极管，所述第一连接辐射线的一端通过所述第一销钉固定在所述辐射线支撑结构的上表面，所述第一连接辐射线的另一端向下与所述第一二极管和所述第二二极管的一端连接，所述第一二极管的另一端与所述第一直角辐射线的一端连接，所述第二二极管的另一端与所述第一圆形辐射线的一端连接，所述第一直角辐射线和所述第一圆形辐射线的另一端向下沿着逆时针或顺时针方向设置；

10、所述第二辐射线包括第二连接辐射线、第二直角辐射线和第二圆形辐射线、第三二极管和第四二极管，所述第二连接辐射线的一端通过所述第二销钉固定在所述辐射线支撑结构的上表面，所述第二连接辐射线的另一端向上与所述第三二极管和所述第四二极管的一端连接，所述第三二极管的另一端与所述第二直角辐射线的一端连接，所述第四二极管的另一端与所述第二圆形辐射线的一端连接，所述第二直角辐射线和所述第二圆形辐射线的另一端向上沿着逆时针或顺时针方向设置。

11、作为优选，所述第一销钉和所述第二销钉的位置能够用于实现阻抗匹配调节和相位差控制。

12、作为优选，所述波导为脊波导结构。

13、第二方面，一种缝隙耦合旋转极化天线阵列，包含多个所述的缝隙耦合旋转极化天线，多个所述缝隙耦合旋转极化天线分布于波导网络两侧。

14、相比现有技术，本技术至少具有以下有益效果：

15、1、本技术提供了一种缝隙耦合旋转极化天线，包括耦合结构、设置在耦合结构上方的辐射线支撑结构以及设置在辐射线支撑结构上方的第一辐射线和第二辐射线；其中，第一辐射线的一端通过第一销钉固定在辐射线支撑结构的上表面，第一辐射线的另一端向下沿着逆时针或顺时针方向设置，第二辐射线的一端通过第二销钉固定在辐射线支撑结构的上表面，第二辐射线的另一端向上沿着逆时针或顺时针方向设置，第一销钉和第二销钉的末端延伸至耦合结构；耦合结构靠近辐射线支撑结构的一面刻蚀有工字型缝隙，耦合结构的内部设置有波导，波导的输入端位于耦合结构的外侧，波导的输出端位于工字型缝隙，第一销钉和第二销钉的末端通过工字型缝隙的垂直部分的两侧延伸至耦合结构。本技术提供的缝隙耦合旋转极化天线结构简单、紧凑，成本低，不仅降低了天线的厚度，而且通过自反向-旋转的设计提升了交叉极化隔离度。

16、2、第一辐射线和第二辐射线的形状和走线可以根据需求更换，从而实现不同天线极化形式。

17、3、可以通过增设二极管开关的形式实现极化切换。

18、4、可以通过第一销钉和第二销钉的位置变化实现阻抗匹配调节和相位差控制。