一种光透明天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信应用领域，特别涉及一种光透明天线。
【背景技术】
[0002]随着无线通信系统的快速发展，无线通信系统的应用场景越来越丰富，从而使得无线通信系统对于天线性能的要求越来越多样。为了使天线获得良好的共形性、安全性和隐身性，以便集成在移动终端、卫星、汽车等需要天线具有光透明特性的系统中，科学家们开始关注光透明天线。
[0003]1997年，美国国家航空和航天管理局(NASA)的科学家们提出使用光透明薄膜材料来制作天线的设想。2000年，法国雷恩第一大学的的N.0utaleb研究团队率先提出了利用铟锡氧化物(Indium Tin Oxides，ITO)薄膜来制作光透明薄膜天线。其中，ΙΤ0薄膜是一种利用溅射镀膜技术在透明玻璃或者透明塑料上镀上一层金属氧化物而形成的薄膜，它具有很高的光透性，光透过率可以达到80%以上，而且它同时具有很好的高频导电特性，因此可以利用它来设计光透明天线。
[0004]现有技术中，光透明天线均为单层薄膜天线形式，其结构决定了其辐射方向图为非定向辐射。但是，在很多应用中都需要天线具有定向辐射特性，如对于集成在汽车玻璃上的光透明天线，其辐射应朝向车体外部而对汽车内部的辐射应尽可能的小;再比如对于集成在卫星的太阳能电池板上的天线，我们需要尽可能的使天线的能量对地辐射。这也使得定向性成为天线性能的一个重要指标。
【发明内容】
[0005]本发明实施例公开了一种光透明天线，以解决现有技术中光透明天线不能够定向辐射的问题。
[0006]为了达到上述目的，本发明实施例公开了一种光透明天线，结构包括:
[0007]第一层、第二层和第三层依次相接的三层结构；其中，第一层是天线辐射体层，第二层是具有透明特性的介质层，第三层是天线地层，天线辐射体层由铟锡氧化物ITO薄膜作为辐射贴片，天线地层采用开槽类型的频率选择表面结构。
[0008]具体的，介质层由透明玻璃或透明塑料构成。
[0009]具体的，频率选择表面结构为:
[0010]在工作的微波频段具有全反射特性的频率选择表面结构。
[0011]具体的，ITO薄膜中的金属氧化物为铟锡氧化物。
[0012]具体的，利用溅射镀膜和光刻技术在第二层上形成第一层和第三层。
[0013]具体的，光透明天线结构还包括:导电片；导电片位于所述第三层的预定位置，该预定位置与所述第一层的同轴馈电点相对应。
[0014]本发明实施例提供了一种光透明天线，结构包括:第一层、第二层和第三层依次相接的三层结构，其中，第一层是天线辐射体层，第二层是具有透明特性的介质层，第三层是天线地层，所述天线辐射体层由铟锡氧化物ITO薄膜作为辐射贴片，所述天线地层采用的是开槽类型的频率选择表面。由于本方案中的光透明天线的频率选择表面为开槽类型的频率选择表面，从其频率特性上属于带通型频率选择表面，通带内会对入射的电磁波进行反射，通带外表现出透射特性，而利用该中频率选择表面的频率选择特性，使得光透明天线工作在频率选择表面的通带时表现出定向特性，同时，开槽类型的频率选择表面也具有较高的光透过率，因此，本方案所提供的光透明天线解决了现有技术中光透明天线不能够定向辐射的问题。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1(a)为本发明实施例提供的一种光透明天线结构的主视图；
[0017]图1(b)为本发明实施例提供的一种光透明天线结构的仰视图；
[0018]图2为本发明实施例提供的一种光透明天线的频率选择表面的结构示意图；
[0019]图3(a)为本发明实施例提供的一种光透明天线结构的主视图对应具体尺寸示意图；
[0020]图3(b)为本发明实施例提供的一种光透明天线结构的仰视图对应具体尺寸示意图；
[0021]图3(c)为本发明实施例提供的一种光透明天线结构中的频率选择面的具体尺寸示意图；
[0022]图4为在图3(a)、图3(b)、图3(c)所示的光透明天线结构下频率选择表面的Sll特性曲线；
[0023]图5为在图3(a)、图3(b)、图3(c)所示的光透明天线结构下的Sll特性曲线(仿真)；
[0024]图6为图3(a)、图3(b)、图3(c)所示的光透明天线结构工作在0.5GHz时的辐射特性:其中，(a)为3D辐射方向图，(b)为xoz面辐射方向图，(C)为yoz面辐射方向图；
[0025]图7为图3(a)、图3(b)、图3(c)所示的光透明天线结构工作在0.75GHz时的辐射特性:其中(a)为3D辐射方向图，(b)为xoz面辐射方向图，(C)为yoz面辐射方向图；
[0026]图8为图3(a)、图3(b)、图3(c)所示的光透明天线结构工作在1.2GHz时的辐射特性:其中，(a)为3D辐射方向图，(b)为xoz面辐射方向图，(C)为yoz面辐射方向图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]为了解决现有技术中光透明天线不能够定向辐射的问题，本发明实施例提供了一种光透明天线。
[0029]图1(a)为本发明实施例所提供的一种光透明天线的主视图，图1(b)为本发明提供的一种光透明天线的仰视图，如图1(a)和图1(b)本发明实施例所提供的一种光透明天线，可以包括:第一层101、第二层102和第三层103依次相接的三层结构；
[0030]其中，所述第一层101是天线辐射体层，所述第二层102是具有透明特性的介质层，所述第三层103是天线地层，所述天线辐射体层由铟锡氧化物ITO薄膜作为辐射贴片，所述天线地层采用开槽类型的频率选择表面结构。
[0031]可以理解的是，ITO薄膜是一种利用溅射镀膜技术在透明介质上镀上一层金属氧化物而形成的薄膜，它具有很高的光透性，光透过率可以达到80%以上，而且它同时具有很好的高频导电特性。进一步的，在本发明实施例中，ITO薄膜中的金属氧化物可以为铟锡氧化物，当然并不局限于此。
[0032]并且，本发明实施例中的介质层可以由透明玻璃或透明塑料构成，当然，并不局限于此。需要强调的是，本发明实施例所述的透明指的是材质的不透明度小于50%并且存在有一定的折射(折射率在1.5到1.7之间)与反射特性。举例而言:可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)透明材料作为介质层。
[0033]其中，本发明实施例所提供的开槽类型的频率选择表面结构可以为如图2所示的方形开槽的频率选择表面结构，当然方形以外的其他形状的开槽类型的频率选择表面结构同样适用于本发明实施例所提供的光透明天线，并且，开槽的具体形状可以根据实际应用场景进行设定。本领域技术人员可以理解的是，频率选择表面是一种由无源谐振单元在介质层上以二维周