CN112952404A - 毫米波双圆极化透镜天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种毫米波双圆极化透镜天线及电子设备，天线包括宽带圆极化平面馈源阵列和双圆极化平面透镜，在平面馈源阵列中，同时利用双层堆叠贴片实现宽带圆极化，并利用顺序旋转馈电结构进一步拓展带宽并提高极化纯度，在平面透镜中，利用小型化堆叠贴片和微带真时延移相结构，在较宽频带内获得对左旋及右旋圆极化波透射相位的独立调控。本发明的透镜天线能够实现双圆极化高定向波束，且对左旋圆极化波和右旋圆极化波的波束指向进行独立控制，同时实现透射式的双圆极化波束成形，克服了馈源阻挡等负面影响，能够得到很好的极化纯度和波束形状，具有宽带、轻便、集成度高、低成本等特性，在无线通信和卫星通信方面有广阔的应用前景。

Description

毫米波双圆极化透镜天线及电子设备

技术领域

本发明属于无线通信系统电子器件领域，具体涉及一种毫米波双圆极化透镜天线及电子设备。

背景技术

透镜天线是一种可产生远场聚焦波束的透射式电磁波辐射装置，其在无线通信和卫星通信系统中可被广泛应用。与传统抛物反射面天线不同，透镜天线的波束成形不依赖电磁波传播距离不同所产生的波程差，而是基于其亚波长谐振或非谐振单元所提供的透射式相移，因此具备轻便、低剖面、可共形等优势。此外，其与平面反射阵天线的区别在于，透镜天线的馈源和透镜所产生的波束分别位于透镜的两侧，因此馈源不会对透镜所形成的波束产生阻挡，从而更容易实现极化纯度较高、副瓣较低的波束。但是，由于透镜天线除了每个单元需要产生所需的相移外，还需要具备高透射效率，因此，其设计比反射阵所面临的挑战更大。已有的透镜天线大多单独利用动态相位或旋转相位，基于此，多种单线极化和单圆极化的透镜天线被研制出，以及采用各向同性单元构成的双线极化透镜天线。

目前对于波束方向可独立控制的双圆极化透镜天线的研究很少，尽管其所提供的圆极化波频率复用在多个通信的领域有着重要的潜在应用。此前已有的可独立波束成形的双圆极化透镜天线需要采用两个层功能层，底层为一个双线极化透镜，可以对相互正交的水平极化波和垂直极化波进行独立地移相，上层为一个圆极化器，将水平/垂直线极化波转变为左旋/右旋圆极化波。由于采用了两个功能层，所实现的双圆极化透镜厚度均接近甚至超过一个波长，且带宽很窄，3dB轴比带宽和3dB增益带宽均小于8％。

发明内容

技术目的：针对的不足，本发明公开了一种毫米波双圆极化透镜天线及电子设备，透镜天线具有双圆极化独立波束成形、工作宽带、增益波动小、圆极化纯度高、低剖面等特性，可以高效地实现指向不同方向的宽带双圆极化高增益定向波束。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：包括平行设置的宽带圆极化平面馈源阵列和双圆极化平面透镜，宽带圆极化平面馈源阵列通过双圆极化平面透镜输出或接收信号，其中，

所述双圆极化平面透镜包括周期排布的多个双圆极化透射式相移单元，每个双圆极化透射式相移单元包括上层带槽堆叠金属贴片、设有两个圆形缝隙的第二金属地板、下层带槽堆叠金属贴片、两条上层微带线和两条下层微带线；

所述上层带槽堆叠金属贴片朝向宽带圆极化平面馈源阵列，上层带槽堆叠金属贴片和下层带槽堆叠金属贴片均为双层金属贴片堆叠结构，上层带槽堆叠金属贴片的下层和上层两条微带线在同一层金属层且在物理上相连接；下层带槽堆叠金属贴片的上层和两条下层微带线在同一层金属层且在物理上相连接；

各上层微带线和下层微带线的外端设置相互连接且穿过圆形缝隙的金属通孔；上层带槽堆叠金属贴片和下层带槽堆叠金属贴片通过两条上层微带线、两条下层微带线和两个金属通孔相连。

优选地，每个双圆极化透射式相移单元均为透射式半波片，上层带槽堆叠金属贴片、第二金属地板以及下层带槽堆叠金属贴片的层与层之间均设有一个介质层；

所述上层带槽堆叠金属贴片和下层带槽堆叠金属贴片在±45°方向上分别设有四个开口向外的矩形槽。

优选地，所述双圆极化透射式相移单元的上层两条微带线中的任意一条微带线，其相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一，另一条微带线的相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一加上或减去90°，双圆极化透射式相移单元的平面内旋转角度等于该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之差的四分之一；用于实现可独立控制的双圆极化毫米波束。

优选地，每个双圆极化透射式相移单元的平面内旋转角度为0°，双圆极化透射式相移单元的上层两条微带线的相移分别为该单元所需的两个线极化的相移的二分之一，且上层两条微带线和下层两条微带线图案和尺寸完全相同；用于实现可独立控制的双线极化波束。

优选地，所述宽带圆极化平面馈源阵列包括多个馈源天线单元，每个馈源天线单元包括四个按顺序旋转排布的缝隙耦合圆极化天线单元和一个微带并馈电路，每个缝隙耦合圆极化天线单元包括上层带斜切角金属贴片、下层带斜切角金属贴片和第一金属地板，第一金属地板上开设工字形耦合缝隙。

优选地，所述上层带斜切角的圆形金属贴片、下层带斜切角的圆形金属贴片的斜切角的角度为-45°或+45°；所述四个缝隙耦合圆极化天线单元按照顺序旋转方式排布，旋转角度依次为0°、90°、0°、90°；

所述微带并馈电路对四个圆极化天线单元进行馈电，微带并馈电路包括一个输入端口和四个输出端口，输入端口的特征阻抗为50欧姆，四个输出端口的特征阻抗为70欧姆，输出相位依次为0°、90°、180°、270°或0°、-90°、-180°、-270°。

优选地，所述双圆极化平面透镜包括透镜第一层基片、透镜第二层基片、透镜第三层基片、和透镜第四层基片；上层带槽堆叠金属贴片的两层分别附着在透镜第一层基片的上下表面，下层带槽堆叠金属贴片的两层分别附着在透镜第四层基片的上下表面，第二金属地板位于透镜第二层基片和透镜第三层基片之间。

优选地，所述宽带圆极化平面馈源阵列包括馈源上层基片、馈源中层基片和馈源底层基片，上层带斜切角金属贴片附着在馈源上层基片下表面，下层带斜切角金属贴片附着在馈源中层基片上表面，微带并馈电路附着在馈源底层基片下表面，第一金属地板位于馈源中层基片和馈源底层基片之间；馈源上层基片和馈源中层基片之间是一个空气层，用于控制上层带斜切角的圆形金属贴片和下层带斜切角的圆形金属贴片之间的耦合强度，厚度小于0.15波长。

优选地，所述宽带圆极化平面馈源阵列的中心和双圆极化平面透镜的中心在同一条线上，两者距离为F，双圆极化平面透镜的直径为D，F/D的取值范围为0.3～1.5。

一种电子设备，其特征在于：包括壳体，所述壳体内设有一个以上所述的毫米波双圆极化透镜天线。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明提出的一种宽带双圆极化毫米波平面透镜天线，具有如下优势：

(1)可以实现双圆极化独立波束控制：通过同时采用动态相位和旋转相位，可以实现单个功能层对左旋圆极化波和右旋圆极化波的透射相位独立的调控，其中，动态相位通过连接上层堆叠金属贴片和下层堆叠金属贴片的两条具有不同长度的微带传输线获得，而旋转相位通过对每个双圆极化透射式相移单元进行不同的平面内旋转获得。

(2)具有透射式构架：与反射阵不同，由于该发明实现了透射式的双圆极化波束成形，克服了馈源阻挡等负面影响，因此极化纯度和波束形状可以得到很好的控制。

(3)具有宽带特性：这是由于采用了宽带圆极化平面馈源阵列和宽带双圆极化平面透镜，在平面馈源阵列中，同时利用双层堆叠贴片实现宽带圆极化，并利用顺序旋转馈电结构进一步拓展带宽并提高极化纯度，在平面透镜中，利用小型化堆叠贴片和微带真时延移相结构，在较宽频带内获得对左旋/右旋圆极化波透射相位的独立调控。因此，可以在超过12％的带宽内实现纯度很高且指向不同方向的左旋和右旋圆极化波束。

(4)具有轻便、集成度高、低成本等特性：这是因为平面透镜只有一个功能层，且采用了具有亚波长厚度的介质基片，总厚度可小于0.11波长，比此前已有的采用两个功能层的双圆极化透镜的厚度减小到约1/10。

附图说明

图1给出了本发明的宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线的三维示意图；

图2给出了宽带圆极化平面馈源阵列的三维示意图；

图3是双圆极化透射式相移单元的三维示意图；

图4给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线的双圆极化透射式相移单元在21GHz的左旋/右旋圆极化波透射相移随微带线长度(ly)和单元旋转角度的变化分布图

(4a)表示右旋入射、左旋出射的透射相移(φ(tLR))，(4b)表示左旋入射、右旋出射的透射相移(φ(tRL))；

图5给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线的双圆极化透射式相移单元在21GHz的左旋/右旋圆极化波透射幅度随微带线长度(ly)和单元旋转角度的变化分布图；

(5a)表示右旋入射、左旋出射的透射幅度(TLR)、(5b)表示左旋入射、右旋出射的透射幅度(TRL)；

图6给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线的双圆极化平面透镜上的单元左旋到右旋和右旋到左旋圆极化透射相位分布以及对应的双圆极化透射式相移单元微带线长度(ly)和双圆极化透射式相移单元旋转角度的分布图；

(6a)表示左旋到右旋圆极化相移分布图(φ(tRL))、(6b)表示右旋到左旋圆极化相移分布图(φ(tLR))、(6c)表示双圆极化透射式相移单元微带线长度(ly)分布图、(6d)表示双圆极化透射式相移单元旋转角度的分布图；

图7给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线用左旋宽带圆极化平面馈源阵列激励时在21GHz的仿真和实测左旋圆极化和右旋圆极化归一化方向图；

(7a)表示xz平面、(7b)表示yz平面；

图8给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线用左旋宽带圆极化平面馈源阵列激励时在21GHz的仿真和实测的端口反射系数、增益和轴比随频率变化曲线；

(8a)表示端口反射系数、(8b)表示增益和轴比；

图9给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线用右旋宽带圆极化平面馈源阵列激励时在21GHz的仿真和实测的左旋圆极化和右旋圆极化归一化方向图；

(9a)表示xz平面、(b)表示yz平面；

图10给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线用右旋宽带圆极化平面馈源阵列激励时在21GHz的仿真和实测的增益和轴比随频率变化曲线；

(10a)端口反射系数、(10b)增益和轴比；

图11为宽带圆极化平面馈源阵列的结构剖视图；

图12为双圆极化平面透镜的结构剖视图；

其中，1-宽带圆极化平面馈源阵列，2-双圆极化平面透镜，3-双圆极化透射式相移单元；

1a-缝隙耦合圆极化天线单元，1b-微带并馈电路，1c-上层带斜切角的圆形金属贴片，1d-下层带斜切角的圆形金属贴片，1e-第一金属地板，1f-馈源上层基片，1g-馈源中层基片，1h-馈源底层基片；

3a-上层带槽堆叠金属贴片，3b-圆形缝隙,3c-第二金属地板，3d-下层带槽堆叠金属贴片，3e-上层微带线，3f-下层微带线，3g-金属通孔，3h-透镜第一层基片，3i-透镜第二层基片，3j-透镜第三层基片，3k-透镜第四层基片，3l-矩形槽。

具体实施方式

本发明提出了一种宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线。该结构由一个宽带圆极化平面天线阵列和一个双圆极化平面透镜组成，其中，宽带圆极化平面馈源阵列由四个按顺序旋转排布的缝隙耦合圆极化天线单元和一个微带并馈电路构成，而双圆极化平面透镜由亚波长双圆极化透射式相移单元成周期排布组成，每个单元包含一个上层带槽堆叠金属贴片、一个挖有两个圆形缝隙的金属地板、以及下层带槽堆叠金属贴片，上层带槽堆叠金属贴片和下层带槽堆叠金属贴片由上层两条微带线和下层两条微带线通过两个金属通孔相连，每个单元的微带线的长度和旋转角度不同。此双圆极化毫米波双圆极化透镜天线可在一个宽频段内实现对左旋和右旋圆极化波的独立波束成形，其1dB增益和轴比<2dB带宽约为12％，且透镜剖面仅为0.11波长。相比于已有的双圆极化透镜天线，本发明具有更低的剖面、更宽的轴比带宽、更宽的增益带宽等优点，在未来第五代移动通信、卫星通信等领域具有广阔的应用前景。

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1至图3所示，本发明的一种宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线，天线包括一个宽带圆极化平面馈源阵列1和一个双圆极化平面透镜2；宽带圆极化平面馈源阵列1位于双圆极化平面透镜2的焦平面附近；宽带圆极化平面馈源阵列1由四个按顺序旋转排布的缝隙耦合圆极化天线单元1a和一个微带并馈电路1b组成，每个缝隙耦合圆极化天线单元1a由上层带斜切角的圆形金属贴片1c、下层带斜切角的圆形金属贴片1d和一个挖有工字形耦合缝隙的金属地板组成1e；该双圆极化平面透镜2由双圆极化透射式相移单元3成周期排布组成，每个双圆极化透射式相移单元3包含一个上层带槽堆叠金属贴片3a、一个挖有两个圆形缝隙3b的金属地板3c、以及下层带槽堆叠金属贴片3d，上层带槽堆叠金属贴片3a和下层带槽堆叠金属贴片3d由上层两条微带线3e和下层两条微带线3f通过两个金属通孔相连3g；每个双圆极化透射式相移单元3的上层两条微带线3e的其中任意一条微带线的相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一，另一条微带线的相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一加上或减去90°；每个双圆极化透射式相移单元3的平面内旋转角度等于该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之差的四分之一。

如图11所示，宽带圆极化平面馈源阵列1包括馈源上层基片1f、馈源中层基片1g和馈源底层基片1h，上层带斜切角金属贴片1c附着在馈源上层基片1f下表面，下层带斜切角金属贴片1d附着在馈源中层基片1g上表面，微带并馈电路1b附着在馈源底层基片1h下表面，第一金属地板1e位于馈源中层基片1g和馈源底层基片1h之间。馈源上层基片1f和馈源中层基片1g之间是一个空气层，用于控制上层带斜切角的圆形金属贴片1c和下层带斜切角的圆形金属贴片1d之间的耦合强度，厚度小于0.15波长。

如图12所示，双圆极化平面透镜2包括透镜第一层基片3h、透镜第二层基片3i、透镜第三层基片3j和透镜第四层基片3k。双圆极化透射式相移单元3包括：上层带槽堆叠金属贴片3a和下层带槽堆叠金属贴片3d均为双层金属层结构，金属地板3c为单层金属层结构，其中堆叠贴片3a的下层和上层两条微带线3e在同一层金属层，是物理上相连接的；下层带槽堆叠金属贴片3d的上层和3f在同一层金属层，是物理上相连接的。上层带槽堆叠金属贴片3a附着在透镜第一层基片3h的上下表面，下层带槽堆叠金属贴片3d附着在透镜第四层基片3k的上下表面，金属地板3c位于透镜第二层基片3i和透镜第三层基片3j之间，金属通孔3g位于圆形缝隙3b两侧，两者同心。

本发明中，宽带圆极化平面馈源阵列可在一个很宽的频带内辐射左旋/右旋圆极化波，宽带圆极化平面馈源阵列的中心和双圆极化平面透镜的中心在同一条线上，两者距离为F，平面反射阵的直径为D，F/D的值应在0.3和1.5之间，此处设为0.85。

宽带圆极化平面馈源阵列由四个按顺序旋转排布的缝隙耦合圆极化天线单元和一个微带并馈电路组成，每个缝隙耦合圆极化天线单元由上层带斜切角的圆形金属贴片、下层带斜切角的圆形金属贴片和一个挖有工字形耦合缝隙的金属地板组成。馈源上层基片和馈源中层基片之间是一个空气层，用以控制上层带斜切角的圆形金属贴片和下层带斜切角的圆形金属贴片之间的耦合强度。通过控制上层和下层圆形贴片的斜切角部分的大小、以及空气层的厚度，可以在一个宽频段范围内调节该天线单元辐射波的轴比，从而实现宽带圆极化辐射；通过控制上层和下层圆形贴片的斜切角部分的位置在-45°或+45°，可以实现左旋或者右旋圆极化辐射。通过优化工字形耦合缝隙的尺寸和其与贴片的相对位置，可以获得较好的阻抗匹配，从而在一个宽频段范围内实现小于-15dB的反射系数。然而，由于单个单元增益较低、波束宽度太宽(约为90°)，用其激励透镜会产生较大的边缘溢出损耗。因此，为了形成较窄的波束并进一步扩展带宽，利用四个缝隙耦合圆极化天线单元，将其按照顺序旋转方式排布，它们的旋转角度依次为0°、90°、0°、90°，并利用一个微带并馈电路对四个圆极化天线单元进行馈电。该微带并馈电路输入端口的特征阻抗为50欧姆，四个输出端口的特征阻抗为70欧姆，根据所需实现的辐射为左旋或者右旋圆极化波，四个输出端口的输出相位依次为0°、90°、180°、270°或0°、-90°、-180°、-270°。所实现的四单元宽带圆极化平面馈源阵列可以具有对称度高、极化纯度高、增益稳定的圆极化波束，其2dB轴比带宽和1dB增益带宽均超过25％。

如图3所示，双圆极化平面透镜由双圆极化透射式相移单元成周期排布组成，单元周期此处选择为1/2波长。每个单元均为透射式半波片，使得入射左旋/右旋圆极化波的透射波变为右旋/左旋圆极化波，且可以独立的控制左旋圆极化波和右旋圆极化波的反射相位(φRL和φLR)，从而实现对左旋/右旋圆极化波独立的波束成形。双圆极化透射式相移单元包含一个上层带槽堆叠金属贴片、一个挖有两个圆形缝隙的金属地板、以及下层带槽堆叠金属贴片，上层带槽堆叠金属贴片和下层带槽堆叠金属贴片由上层两条微带线和下层两条微带线通过两个金属通孔相连，这五层金属层两两之间均有一个介质层，因此一共有四层介质基片。介质层一般使用混压高频电路板、FR4等，起到分离和支撑金属层的作用，金属层可采用铜或金等材料。堆叠贴片的使用可以有效增加带宽，而为了减小单元之间的耦合，双圆极化透射式相移单元的上层带槽堆叠金属贴片和下层带槽堆叠金属贴片在±45°方向上含有四个矩形槽。每个单元的上层带槽堆叠金属贴片接收到宽带圆极化平面馈源阵列的圆极化波，将入射波的两个正交线极化分量分别转变为在x和y方向与贴片相连的上层两条微带线中的导行波，这两股导行波再通过金属地板上的金属通孔传输到第四层金属上的下层两条微带线，并经由下层带槽堆叠金属贴片辐射，从而形成透射波。由于传输线的长度不同，两个正交线极化的透射相位不一样，此处，在x和y方向与贴片相连的两个微带传输线的总长度差为二分之一个波长，从而两个正交线极化分量的透射相位相差180度，使得透射波从左旋/右旋圆极化变为右旋/左旋圆极化。通过控制不同单元的微带传输线的长度，以及单元中所有结构的旋转角度，可以对左旋和右旋圆极化波的反射相位进行独立控制，并均可以实现360度的相移，从而满足形成几乎任何波束的要求。具体地，需满足3个条件：1)双圆极化透射式相移单元的上层两条微带线中的任意一条微带线，其相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一，2)另一条微带线的相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一加上或减去90°，3)双圆极化透射式相移单元的平面内旋转角度等于该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之差的四分之一。

图4给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线的双圆极化透射式相移单元的左旋/右旋圆极化波透射相移随微带线长度(ly)和单元旋转角度的变化分布图，可以看出，同时改变微带线的长度和单元旋转角度，可以实现左旋和右旋圆极化波的独立相移，并且均能覆盖360°移相范围。图5给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线的双圆极化透射式相移单元的左旋/右旋圆极化波透射幅度随微带线长度(ly)和单元旋转角度的变化分布图，可以看出，在改变微带线的长度和单元旋转角度的同时，左旋和右旋圆极化波的透射幅度均保持在-2dB以上，保证了较平稳且较高的透射率。

图6给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线的双圆极化平面透镜上的单元左旋到右旋和右旋到左旋圆极化透射相位分布以及对应的双圆极化透射式相移单元微带线长度(ly)和双圆极化透射式相移单元旋转角度的分布图，此分布对应地可以实现左旋波束指向(θL,φL)＝(20°,90°)而右旋波束指向(θR,φR)＝(20°,180°)。

图7给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线用左旋宽带圆极化平面馈源阵列激励时在21GHz的仿真和实测的在xz平面和yz平面内左旋圆极化和右旋圆极化归一化方向图，可以看到一个右旋圆极化高增益波束在yz平面内的+20°方向产生，且测量结果和仿真结果非常吻合。

图8给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线用左旋宽带圆极化平面馈源阵列激励时在21GHz的仿真和实测的端口反射系数、轴比和右旋圆极化增益随频率变化曲线，可以看到，实测和仿真结果稳合，在整个频段内，反射系数小于-14dB，最大增益约22.3dBic，1dB增益带宽和2dB轴比带宽大约为12.4％。

图9给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线用右旋宽带圆极化平面馈源阵列激励时在21GHz的仿真和实测的在xz平面和yz平面内左旋圆极化和右旋圆极化归一化方向图，可以看到一个左旋圆极化高增益波束在xz平面内的-20°方向产生，且测量结果和仿真结果非常吻合。

图10给出了所述宽带双圆极化毫米波双圆极化透镜天线用右旋圆宽带圆极化平面馈源阵列激励时在21GHz的仿真和实测的端口反射系数、轴比和左旋圆极化增益随频率变化曲线，可以看到，实测和仿真结果稳合，在整个频段内，反射系数小于-14dB，最大增益约22.5dBic，1dB增益带宽和2dB轴比带宽大约为12.2％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：包括平行设置的宽带圆极化平面馈源阵列(1)和双圆极化平面透镜(2)，宽带圆极化平面馈源阵列(1)通过双圆极化平面透镜(2)输出或接收信号，其中，

所述双圆极化平面透镜(2)包括周期排布的多个双圆极化透射式相移单元(3)，每个双圆极化透射式相移单元(3)包括上层带槽堆叠金属贴片(3a)、设有两个圆形缝隙(3b)的第二金属地板(3c)、下层带槽堆叠金属贴片(3d)、两条上层微带线(3e)和两条下层微带线(3f)；

所述上层带槽堆叠金属贴片(3a)朝向宽带圆极化平面馈源阵列(1)，上层带槽堆叠金属贴片(3a)和下层带槽堆叠金属贴片(3d)均为双层金属贴片堆叠结构，上层带槽堆叠金属贴片(3a)的下层和上层两条微带线(3e)在同一层金属层且在物理上相连接；下层带槽堆叠金属贴片(3d)的上层和两条下层微带线(3f)在同一层金属层且在物理上相连接；

各上层微带线(3e)和下层微带线(3f)的外端设置相互连接且穿过圆形缝隙(3b)的金属通孔(3g)；上层带槽堆叠金属贴片(3a)和下层带槽堆叠金属贴片(3d)通过两条上层微带线(3e)、两条下层微带线(3f)和两个金属通孔(3g)相连。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：每个双圆极化透射式相移单元(3)均为透射式半波片，上层带槽堆叠金属贴片(3a)、第二金属地板(3c)以及下层带槽堆叠金属贴片(3d)的层与层之间均设有一个介质层；

所述上层带槽堆叠金属贴片(3a)和下层带槽堆叠金属贴片(3d)在±45°方向上分别设有四个开口向外的矩形槽。

3.根据权利要求1所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：所述双圆极化透射式相移单元(3)的上层两条微带线(3e)中的任意一条微带线，其相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一，另一条微带线的相移为该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之和的四分之一加上或减去90°，双圆极化透射式相移单元的平面内旋转角度等于该单元所需的左旋圆极化波和右旋圆极化波的相移之差的四分之一；用于实现可独立控制的双圆极化毫米波束。

4.根据权利要求1所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：每个双圆极化透射式相移单元(3)的平面内旋转角度为0°，双圆极化透射式相移单元(3)的上层两条微带线(3e)的相移分别为该单元所需的两个线极化的相移的二分之一，且上层两条微带线(3e)和下层两条微带线(3f)图案和尺寸完全相同；用于实现可独立控制的双线极化波束。

5.根据权利要求1所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：所述宽带圆极化平面馈源阵列(1)包括多个馈源天线单元，每个馈源天线单元包括四个按顺序旋转排布的缝隙耦合圆极化天线单元(1a)和一个微带并馈电路(1b)，每个缝隙耦合圆极化天线单元(1a)包括上层带斜切角金属贴片(1c)、下层带斜切角金属贴片(1d)和第一金属地板(1e)，第一金属地板(1e)上开设工字形耦合缝隙。

6.根据权利要求5所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：所述上层带斜切角的圆形金属贴片(1c)、下层带斜切角的圆形金属贴片(1d)的斜切角的角度为-45°或+45°；所述四个缝隙耦合圆极化天线单元(1a)按照顺序旋转方式排布，旋转角度依次为0°、90°、0°、90°；

所述微带并馈电路(1b)对四个圆极化天线单元(1a)进行馈电，微带并馈电路(1b)包括一个输入端口和四个输出端口，输入端口的特征阻抗为50欧姆，四个输出端口的特征阻抗为70欧姆，输出相位依次为0°、90°、180°、270°或0°、-90°、-180°、-270°。

7.根据权利要求1所述的毫米波平面透镜天线，其特征在于：所述双圆极化平面透镜(2)包括透镜第一层基片(3h)、透镜第二层基片(3i)、透镜第三层基片(3j)、和透镜第四层基片(3k)；上层带槽堆叠金属贴片(3a)的两层分别附着在透镜第一层基片(3h)的上下表面，下层带槽堆叠金属贴片(3d)的两层分别附着在透镜第四层基片(3k)的上下表面，第二金属地板(3c)位于透镜第二层基片(3i)和透镜第三层基片(3j)之间。

8.根据权利要求5所述的毫米波平面透镜天线，其特征在于：所述宽带圆极化平面馈源阵列(1)包括馈源上层基片(1f)、馈源中层基片(1g)和馈源底层基片(1h)，上层带斜切角金属贴片(1c)附着在馈源上层基片(1f)下表面，下层带斜切角金属贴片(1d)附着在馈源中层基片(1g)上表面，微带并馈电路(1b)附着在馈源底层基片(1h)下表面，第一金属地板(1e)位于馈源中层基片(1g)和馈源底层基片(1h)之间；馈源上层基片(1f)和馈源中层基片(1g)之间是一个空气层，用于控制上层带斜切角的圆形金属贴片(1c)和下层带斜切角的圆形金属贴片(1d)之间的耦合强度，厚度小于0.15波长。

9.根据权利要求1所述的一种毫米波双圆极化透镜天线，其特征在于：所述宽带圆极化平面馈源阵列(1)的中心和双圆极化平面透镜(2)的中心在同一条线上，两者距离为F，双圆极化平面透镜(2)的直径为D，F/D的取值范围为0.3～1.5。

10.一种电子设备，其特征在于：包括壳体，所述壳体内设有一个以上的如权利要求1-9任一所述的毫米波双圆极化透镜天线。

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