一种天线及其引向器的制作方法

本实用新型属于天线领域，尤其涉及一种天线及其引向器。

背景技术：

天线的组成部件主要有辐射器、引向器、反射器、隔离元件等。现有技术的引向器一般采用引向金属条或者不同形状的引向金属贴片的方式，与八木天线的的引向阵子原理相似，一般的金属条或者金属贴片均有一定程度的的引导电磁波、压缩天线波束、提高天线方向性的效果。该类型的引向器具有压缩天线波瓣宽度的作用，但是一般压缩的波瓣宽度幅度约为10度左右，效果较差，因此，只能在压缩波瓣宽度幅度不大的场合中使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种天线及其引向器，旨在解决现有技术采用引向金属条或者引向金属贴片的方式的引向器压缩的波瓣宽度幅度约为10度左右，效果较差的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种天线的引向器，所述引向器包括一个频率选择表面FSS透镜，FSS透镜包括第一电容屏、第二电容屏和位于第一电容屏和第二电容屏之间的谐振屏，第一电容屏和第二电容屏均等效为一个电容；

第一电容屏和第二电容屏均包括基板和附着于基板正面的多个周期性的电容性金属贴片，附着于基板正面的多个周期性的电容性金属贴片所在的面作为第一电容屏和第二电容屏的正面，基板的底面作为第一电容屏和第二电容屏的底面；

谐振屏包括基板和附着于基板正面的多个周期性的单元结构，每个单元结构包括外导体、内导体和位于外导体和内导体之间的弯折槽；附着于基板正面的多个周期性的单元结构所在的面作为谐振屏的正面；

第一电容屏的底面朝着谐振屏的底面，第二电容屏的底面朝着谐振屏的正面。

进一步地，所述电容性金属贴片是方形或圆形的贴片。

进一步地，所述内导体的中央具有方形槽。

进一步地，所述谐振屏的基板的底面包括金属平板，金属平板具有周期性的槽。

进一步地，所述附着于基板正面的多个周期性的电容性金属贴片是采用分形技术的FSS电容性单元，所述附着于基板正面的多个周期性的单元结构是耶路撒冷十字形单元。

进一步地，所述天线的引向器还包括一个零折射率透镜，或者，所述天线的引向器还包括一个零折射率透镜和另一个FSS透镜；零折射率透镜具有多个周期性的单元结构，单元结构呈环形结构，零折射率透镜具有多个周期性的单元结构的面作为零折射率透镜的正面，零折射率透镜的背面朝向FSS透镜。

第二方面，本实用新型提供了一种天线，所述天线包括上述的天线的引向器，第一电容屏朝向天线的内部，第二电容屏朝向天线的外部。

第三方面，本实用新型提供了一种天线，所述天线包括上述的天线的引向器，零折射率透镜朝向天线的内部，FSS透镜朝向天线的外部。

在本实用新型中，由于天线的引向器包括一个频率选择表面FSS透镜，FSS透镜包括第一电容屏、第二电容屏和位于第一电容屏和第二电容屏之间的谐振屏。因此电磁波将直接从FSS透镜透射而过，不会对天线的前后比造成影响，且对天线3dB波瓣宽度的压缩幅度大，能将天线3dB波瓣宽度压缩30°以上，压缩波瓣宽度的性能远好于传统的天线引向器；同时电磁波经过FSS透镜后，球面波很快转换成了平面波，电磁波的能量不会再向辐射源的两侧辐射，因此，提高了采用本实用新型的天线引向器的MIMO系统的天线间隔离度。又由于天线的引向器包括一个零折射率透镜和一个FSS透镜，或者，包括一个零折射率透镜和两个FSS透镜，因此两类透镜同时作用，既压缩波瓣宽度，又提高了天线间隔离度。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的天线的引向器的结构示意图。

图2是本实用新型实施例一提供的天线的引向器的第一电容屏和第二电容屏的正面示意图。

图3是本实用新型实施例一提供的天线的引向器的第一电容屏和第二电容屏的底面示意图。

图4是本实用新型实施例一提供的天线的引向器的谐振屏的正面示意图。

图5是本实用新型实施例一提供的天线的引向器的谐振屏的底面示意图。

图6是本实用新型实施例一提供的天线的引向器的采用的分形电容屏的正面示意图。

图7是本实用新型实施例一提供的天线的引向器的采用的耶路撒冷十字架谐振屏的正面示意图。

图8是本实用新型实施例二提供的天线的引向器的结构示意图。

图9是本实用新型实施例二提供的天线的引向器的零折射率透镜的正面示意图。

图10是本实用新型实施例二提供的天线的引向器的零折射率透镜的底面示意图。

图11是本实用新型实施例二提供的天线的引向器的电容屏的正面示意图。

图12是本实用新型实施例二提供的天线的引向器的电容屏的底面示意图。

图13是本实用新型实施例二提供的天线的引向器的谐振屏的正面示意图。

图14是本实用新型实施例二提供的天线的引向器的谐振屏的底面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

请参阅图1，本实用新型实施例一提供的天线的引向器包括一个频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)透镜，FSS透镜包括第一电容屏41、第二电容屏42和位于第一电容屏41和第二电容屏42之间的谐振屏43，第一电容屏41和第二电容屏42可以是结构相同或完全不相同的电容屏，第一电容屏41和第二电容屏42均等效为一个电容。

请参阅图2和3，本实用新型实施例一提供的天线的引向器的第一电容屏和第二电容屏均包括基板和附着于基板正面的多个周期性的电容性金属贴片4011，附着于基板正面的多个周期性的电容性金属贴片所在的面作为第一电容屏和第二电容屏的正面401，基板的底面作为第一电容屏和第二电容屏的底面402。

在本实用新型实施例一中，电容性金属贴片可以是方形或圆形的贴片，两相邻电容性金属贴片之间的周期可以为19.7mm。

请参阅图4和5，本实用新型实施例一提供的天线的引向器的谐振屏包括基板和附着于基板正面的多个周期性的单元结构4311，每个单元结构4311包括外导体4312、内导体4313和位于外导体4312和内导体4313之间的弯折槽4314，外导体4312为等效的地。弯折槽4314和外导体4312之间形成等效电容，该等效电容与由外导体4312和内导体4313引入的等效电感形成等效并联谐振回路。内导体4313的中央具有方形槽4315，用以减少频率选择性表面间的能量耦合。附着于基板正面的多个周期性的单元结构4311所在的面作为谐振屏的正面431，基板的底面可以包括金属平板也可以不包括金属平板，当包括金属平板时，该金属平板作为谐振屏的底面432，当不包括金属平板时，基板的底面作为谐振屏的底面。谐振屏的底面432可以具有周期性的槽4321，槽4321可以是圆形、方形或其他任意形状，周期性的槽可有效减少谐振屏与第一电容屏和第二电容屏之间的耦合，降低了引向器的厚度。

在本实用新型实施例一中，谐振屏43与第一电容屏41之间的距离可以是3.2mm，谐振屏43与第二电容屏42之间的距离可以是6.2mm。

在本实用新型实施例一中，第一电容屏和第二电容屏的正面可以被图6中的采用分形技术的FSS电容性单元代替。谐振屏的正面可以被图7中的耶路撒冷十字形单元代替。

在本实用新型实施例一中，第一电容屏41的底面朝着谐振屏43的底面，第二电容屏42的底面朝着谐振屏43的正面。

本实用新型实施例一提供的天线的引向器可以应用在工作于2.4GHz或者5.8GHz频段的天线。工作于5.8GHz频段的天线的引向器中的FSS透镜的谐振屏单元结构的周期和第一电容屏和第二电容屏的电容性金属贴片的周期可以比工作于2.4GHz频段的FSS透镜的周期少一些，具体根据实际情况而定。

在本实用新型实施例一中，通过调整FSS透镜的第一电容屏和第二电容屏的金属贴片的尺寸和谐振屏上的弯折槽的尺寸，可以控制电磁波通过每个单元结构的相位，实现不同路径电磁波经过FSS透镜后同相，完成球面波转变为平面的转换，从而达到压缩波瓣宽度，最终实现了压缩辐射器辐射出的电磁波的3dB波瓣宽度的效果。此外，由于对电磁波束的压缩，天线朝向两侧的辐射变少，天线隔离度也会相应提高。且由于该透镜是带通型的，电磁波可以直接透射而过，因此能改善天线前后比，有利于天线隔离度的提高。

实施例二：

请参阅图8至图14，本实用新型实施例二提供的工作于5.8GHz频段的天线的引向器包括一个零折射率透镜51和一个或两个本实用新型实施例一提供的天线的引向器中的FSS透镜52。本实用新型实施例二中的FSS透镜52的谐振屏单元结构的周期和第一电容屏和第二电容屏的电容性金属贴片的周期可以比本实用新型实施例一中的工作于2.4GHz频段的FSS透镜的周期少一些，具体根据实际情况而定。

零折射率透镜51具有多个周期性的单元结构511，单元结构511呈环形结构，可以是方形的环、圆形的环或其他形状的环。两相邻单元结构形成等效的串联谐振，在谐振处形成等效负介电常数效应，但是在临近谐振处则会出现等效近零折射率特性，不同路径的电磁波经过零折射率透镜后，实现不同路径传输电磁波相位同相，从而完成了球面波到平面波的转换，实现了压缩天线波瓣宽度的效果。

零折射率透镜51具有多个周期性的单元结构511的面作为零折射率透镜51的正面。零折射率透镜51的背面朝向FSS透镜52。

实施例三：

本实用新型实施例三提供的天线包括本实用新型实施例一或二提供的天线的引向器，对于包括本实用新型实施例一提供的天线的引向器的天线，第一电容屏朝向天线的内部，第二电容屏朝向天线的外部。对于包括本实用新型实施例二提供的天线的引向器的天线，零折射率透镜朝向天线的内部，FSS透镜朝向天线的外部。

多个工作于不同频段的本实用新型实施例三提供的天线可应用于MIMO系统中。

在本实用新型实施例中，由于天线的引向器包括一个频率选择表面FSS透镜，FSS透镜包括第一电容屏、第二电容屏和位于第一电容屏和第二电容屏之间的谐振屏。因此电磁波将直接从FSS透镜透射而过，不会对天线的前后比造成影响，且对天线3dB波瓣宽度的压缩幅度大，能将天线3dB波瓣宽度压缩30°以上，压缩波瓣宽度的性能远好于传统的天线引向器；同时电磁波经过FSS透镜后，球面波很快转换成了平面波，电磁波的能量不会再向辐射源的两侧辐射，因此，提高了采用本实用新型的天线引向器的MIMO系统的天线间隔离度。又由于天线的引向器包括一个零折射率透镜和一个FSS透镜，或者，包括一个零折射率透镜和两个FSS透镜，因此两类透镜同时作用，既压缩波瓣宽度，又提高了天线间隔离度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。