天线的制作方法

1.本公开涉及通讯设备技术领域，具体地，涉及一种天线。


背景技术：

2.随着通讯技术的发展，人工表面等离子体激元在天线领域的应用逐渐增多。基于人工表面等离子体激元的天线为了能够产生定向的电磁波，天线上通常会设置有具有滤波功能的过渡结构，以对电流的模式进行选择，而过渡结构会占用一定的空间，导致天线的尺寸增大，产生天线在设备中不易于布置的问题。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种天线，以解决相关技术中存在的技术问题。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种天线，包括介质板和设置在所述介质板上的金属层，所述金属层包括微带传输线、人工表面等离子体激元传输线和过渡带，所述微带传输线和所述人工表面等离子体激元传输线沿第一方向间隔设置，所述过渡带形成为弯曲状结构，所述人工表面等离子体激元传输线在第二方向上的投影与所述过渡带在所述第二方向上的投影至少部分重合，所述第二方向和所述第一方向垂直，所述过渡带的第一端与所述微带传输线靠近所述人工表面等离子体激元传输线的端部电连接，所述过渡带的第二端与所述人工表面等离子体激元传输线的侧部电连接。
5.可选地，所述弯曲状结构为半圆环形结构。
6.可选地，所述人工表面等离子体激元传输线靠近所述微带传输线的一端位于所述半圆环形结构的内侧，且所述人工表面等离子体激元传输线靠近所述微带传输线的端部与所述微带传输线之间具有空隙。
7.可选地，所述半圆环形结构的内径为2mm，所述半圆环形结构的外径为2.5mm。
8.可选地，所述人工表面等离子体激元传输线在垂直于所述第一方向的第二方向上的两侧分别形成有多个凸起，且所述人工表面等离子体激元传输线在所述第二方向上的两侧的多个所述凸起对称设置；
9.所述人工表面等离子体激元传输线靠近所述微带传输线的一端位于所述弯曲状结构的内侧，所述过渡带的第二端与一个所述凸起电连接。
10.可选地，所述金属层还包括两个波导带，两个波导带对称设置在所述微带传输线的两侧，每个所述波导带和所述微带传输线之间均具有间隙；
11.每个所述波导带均形成为矩形条带，所述矩形条带远离所述人工表面等离子体激元传输线的一端与所述微带传输线之间的距离小于所述矩形条带靠近所述人工表面等离子体激元传输线的一端与所述微带传输线之间的距离，以使所述矩形条带的长度方向与所述第一方向之间的夹角为锐角。
12.可选地，所述矩形条带的长度方向与所述第一方向之间的夹角为17
°
。
13.可选地，所述矩形条带的长度为10mm，所述矩形条带的宽度为2mm。
14.可选地，所述微带传输线在所述第一方向上的长度为17.5mm，所述人工表面等离子体激元传输线在所述第一方向上的长度为27mm。
15.可选地，所述介质板在所述第一方向上的长度为20mm，所述介质板在垂直于所述第一方向的第二方向上的宽度为45mm。
16.通过上述技术方案，天线的过渡带形成为弯曲状结构，在保证过渡带能够起到对电流的选择作用的同时，能够减小过渡带在介质板的第一方向上所占用的空间。并且，人工表面等离子体激元传输线在第二方向上的投影与过渡带在第二方向上的投影至少部分重合，过渡带的第二端与人工表面等离子体激元传输线的侧部电连接，微带传输线和人工表面等离子体激元传输线的距离能够相互接近，从而减小天线在第一方向上的整体尺寸，降低天线所占用的空间，便于天线在设备中的布置，特别是精密仪器或者可穿戴设备等对于质量和尺寸要求较高的设备，天线的整体尺寸更小，有利于降低设备的整体尺寸和质量。
17.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
19.图1是本公开一种示例性实施方式提供的天线的结构示意图；
20.图2是本公开一种示例性实施方式提供的天线的结构示意图，其中，还示出了天线的相关尺寸参数的标注；
21.图3是本公开一种示例性实施方式提供的天线的增益-频率关系图；
22.图4是本公开一种示例性实施方式提供的天线的辐射效率-频率关系图。
23.附图标记说明
24.1-介质板；21-微带传输线；22-人工表面等离子体激元传输线；23-过渡带；231-凸起；24-波导带。
具体实施方式
25.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
26.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“第一方向、第二方向”是指如图1和图2所示的第一方向、第二方向，“内、外”是指相关零部件轮廓的内、外。此外，需要说明的是，使用的术语如“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，在参考附图的描述中，不同附图中的同一标记表示相同的要素。
27.相关技术中，天线的馈电区域通常设置在微带线的端部，电流通过微带线传递给sspps线(这里的sspps是指spoof surface plasmonpolaritons，即人工表面等离子体激元)，从而产生电磁波。为了产生定向的电磁波，微带传输线和sspps线之间通常会设置有具有滤波功能的过渡结构，以对流经sspps线的电流进行选择，而过渡结构会占用一定的空间，导致天线的尺寸增大，产生天线在设备(例如精密仪器或者可穿戴设备等)中不易布置的问题。
28.如图1和图2所示，本公开提供了一种天线，包括介质板1和设置在介质板1上的金
属层，金属层包括微带传输线21、人工表面等离子体激元传输线22和过渡带23，微带传输线21和人工表面等离子体激元传输线22沿第一方向间隔设置，过渡带23形成为弯曲状结构，人工表面等离子体激元传输线22在第二方向上的投影与过渡带23在第二方向上的投影至少部分重合，第二方向垂直于第一方向，过渡带23的第一端与微带传输线21靠近人工表面等离子体激元传输线22的端部电连接，过渡带23的第二端与人工表面等离子体激元传输线22的侧部电连接。
29.过渡带23形成为弯曲状结构是指，至少部分的过渡带23沿与第一方向呈夹角的方向延伸，以使人工表面等离子体激元传输线22在第二方向上的投影与过渡带23在第二方向上的投影至少部分重合，即，至少部分的过渡带23能够布置在人工表面等离子体激元传输线22的侧部，从而减小过渡带23在第一方向上的整体尺寸。
30.通过上述技术方案，天线的过渡带23形成为弯曲状结构，在保证过渡带23能够起到对电流的选择作用的同时，能够减小过渡带23在介质板1的第一方向上所占用的空间。并且，人工表面等离子体激元传输线22在第二方向上的投影与过渡带23在第二方向上的投影至少部分重合，过渡带23的第二端与人工表面等离子体激元传输线22的侧部电连接，微带传输线21和人工表面等离子体激元传输线22的距离能够相互接近，从而减小天线在第一方向上的整体尺寸，降低天线所占用的空间，便于天线在设备中的布置，特别是精密仪器或者可穿戴设备等对于质量和尺寸要求较高的设备，天线的整体尺寸更小，有利于降低设备的整体尺寸和质量。
31.上述的过渡带23可以为能够起到滤波作用的过渡结构，微带传输线21上的电流流经过渡带23传递给人工表面等离子体激元传输线22，人工表面等离子体激元传输线22上的电流为单向电流，以使天线能够产生定向辐射的电磁波。过渡带23可以形成为任意的弯曲状结构，例如弧形结构或者不规则结构等，可选地，弯曲状结构可以为半圆环形结构。由于半圆环形结构的曲线均匀，对于电流的传输和模式选择的作用稳定可靠。
32.在上述实施例中，可选地，人工表面等离子体激元传输线22靠近微带传输线21的一端位于半圆环形结构的内侧，且人工表面等离子体激元传输线22靠近微带传输线21的端部与微带传输线21之间具有空隙。人工表面等离子体激元传输线22和微带传输线21通过形成为半圆环形结构的过渡带23连接，由于人工表面等离子体激元传输线22靠近微带传输线21的一端位于半圆环形结构的内侧，使得人工表面等离子体激元传输线22和微带传输线21之间的距离能够缩小，且人工表面等离子体激元传输线22和微带传输线21之间具有空隙，能够避免二者之间发生短路，保证天线的稳定性和可靠性。
33.为了使得形成为半圆环形结构的过渡带23能够具有良好的电流选择效果，如图2所示，可选地，半圆环形结构的内径r1可以为2mm，半圆环形结构的外径r2可以为2.5mm，经过验证，该实施例中的半圆环形结构既能够实现对于电流的模式选择作用，其本身的尺寸小，能够降低天线的整体尺寸。
34.可选地，人工表面等离子体激元传输线22在垂直于第一方向的第二方向上的两侧分别形成有多个凸起231，且人工表面等离子体激元传输线22在第二方向上的两侧的多个凸起231对称设置，人工表面等离子体激元传输线22靠近微带传输线21的一端位于弯曲状结构的内侧，过渡带23的第二端与一个凸起231电连接。天线能够利用人工表面等离子体激元传输线22上的多个凸起231来引导人工表面等离子体激元波，从而产生定向的电磁波以
传递信号。过渡带23的第二端与一个凸起231电连接，便于过渡带23和人工表面等离子体激元传输线22之间的电连通。
35.为了提高电磁波的传输效果，天线的微带传输线21的两侧可以设置有波导结构，以使得引导电磁波进行传输。相关技术中的波导结构和微带传输线21相互靠近，且波导结构的面积较大，制造复杂。
36.为了提供一种结构简单的波导结构，可选地，金属层还可以包括两个波导带24，两个波导带24对称设置在微带传输线21的两侧，每个波导带24和微带传输线21之间均具有间隙，每个波导带24均形成为矩形条带，矩形条带远离人工表面等离子体激元传输线22的一端与微带传输线21之间的距离小于矩形条带靠近人工表面等离子体激元传输线22的一端与微带传输线21之间的距离，以使矩形条带的长度方向与第一方向之间的夹角为锐角。
37.在上述实施例中，波导带24作为波导结构，能够起到对电磁波进行引导传输的作用，且波导带24形成为矩形条带，结构简单便于制造，通过调整矩形条带和微带传输线21之间的布置关系，使矩形条带的长度方向与第一方向之间的夹角为锐角，能够提高波导带24对电磁波的引导作用，提高天线的增益。
38.如图2所示，可选地，矩形条带的长度方向与第一方向之间的夹角α为17
°
。可选地，矩形条带的长度m可以为10mm，矩形条带的宽度n可以为2mm。经过试验测试可知，在上述实施例中，矩形条带能够对电磁波起到良好的引导作用，提高天线的增益。
39.可选地，微带传输线21在第一方向上的长度l1可以为17.5mm，人工表面等离子体激元传输线22在第一方向上的长度l2可以是27mm。
40.介质板1上可以设置有接地区域。可选地，介质板1在第一方向上的长度为20mm，介质板1在垂直于第一方向的第二方向上的宽度为45mm。
41.图3示出了本公开一种示例性的天线的增益-频率关系图，在28-37ghz的工作频段内，本公开提供的天线的最高增益达到了9.83db，平均增益也在8.63db，由此可见，本公开提供的天线具有高增益的特点。
42.图4示出了本公开一种示例性的天线的辐射效率-频率关系图，在28-37ghz的工作频段内，本公开提供的天线在频带内的平均辐射效率达到了87％，由此可见，本公开的天线具有高辐射效率的特点。
43.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
44.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
45.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。