一种多层介质天线、终端及车辆的制作方法

本技术涉及天线，尤其涉及一种多层介质天线、终端及车辆。

背景技术：

1、超宽带(ultra wide band，uwb)因能够提供高信息流、优异的时间分辨率以及对窄带干扰的高抗扰性，在现代通信、雷达和遥感系统中扮演着重要角色。在雷达和天线测量领域，uwb天线的稳定性尤为关键。uwb天线通常应用于暗室或者紧缩场内的反射馈电探头，以及作为近场范围内的探测器，这就要求天线在整个频率范围内具有良好的匹配、稳定的方向图和固定的相位中心。

2、传统的喇叭天线存在方向图不对称以及相位中心偏移的问题。例如，波纹角喇叭天线能够产生更对称的方向图，但仅限于典型的波导带宽，内脊或弯臂喇叭天线可以获得较宽的带宽，但相位中心随频率变化而移动。

技术实现思路

1、本技术提供一种多层介质天线、终端及车辆，能够改善天线的方向图不对称的问题以及改善天线的相位中心偏移的问题。

2、为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术提供了一种多层介质天线，包括：第一介质层10、第二介质层20和第三介质层30；

4、所述第一介质层10的介电常数大于所述第二介质层20的介电常数，所述第二介质层20的介电常数大于所述第三介质层30的介电常数；

5、所述第一介质层10包括依次相邻的第一半椭球区11、第一中间区12和第一斜切区13，所述第二介质层20包括依次相邻的第二半椭球区21、第二中间区22和第二斜切区23，所述第三介质层30包括依次相邻的第三半椭球区31、第三中间区32和第三斜切区33；

6、所述第一半椭球区11、所述第二半椭球区21和所述第三半椭球区31共同构成所述天线的辐射区40，所述第三半椭球区31包裹于所述第二半椭球区21的外侧，所述第二半椭球区21包裹于所述第一半椭球区11的外侧；

7、所述第一中间区12、所述第二中间区22和所述第三中间区32共同构成所述天线的介质波导区50，所述第三中间区32包裹于所述第二中间区22，所述第二中间区22包裹于所述第一中间区12；

8、所述第一斜切区13、所述第二斜切区23和所述第三斜切区33共同构成所述天线的馈电区60，所述第二斜切区23在所述第一斜切区13的外侧，所述第三斜切区33在所述第二斜切区23的外侧，所述馈电区60为四棱台状。

9、在一些可能的实现方式中，所述第一介质层10的介电常数在4.3～4.5之间，所述第二介质层20的介电常数在2.9～3.1之间，所述第三介质层30的介电常数在2.1～2.3之间。

10、在一些可能的实现方式中，所述第一中间区12的内径在0.124λc～0.126λc之间；所述第二中间区22的内径在0.124λc～0.126λc之间，所述第二中间区22的外径在0.378λc～0.38λc之间；所述第三中间区32的内径在0.378λc～0.38λc之间，所述第三中间区32的外径在0.582λc～0.584λc之间，λc为最低工作频率对应的波长。

11、在一些可能的实现方式中，所述第一半椭球区11的半长轴在0.132λc～0.1322λc之间，所述第二半椭球区21的半短轴在0.17λc～0.172λc之间，所述第三半椭球区31的半短轴在0.32λc～0.322λc之间。

12、在一些可能的实现方式中，所述第一斜切区13的第一斜切面131、所述第二斜切区23的第二斜切面231和所述第三斜切区33的第三斜切面331共面；

13、所述第一斜切面131与水平参考面70的夹角在10.2°～10.4°之间，所述第三介质层30上的斜切点在所述水平参考面70的投影点与所述第一介质层10的尾部端点的距离在0.76λc～0.761λc之间。

14、在一些可能的实现方式中，所述馈电区60还包括4个馈电馈线80，分别布置在所述馈电区60的4个侧面，用于连接馈电接头；

15、所述馈电馈线80的上底边在0.01λc～0.02λc之间，所述馈电馈线80的下底边长在0.24λc～0.28λc之间，所述馈电馈线80的底角在80°～81°之间，所述馈电馈线80的厚度在0.01λc～0.014λc之间；相对的两个馈电馈线80的夹角在20°～21.2°之间。

16、在一些可能的实现方式中，所述天线还包括圆环状吸波材料90和4个类扇形吸波材料100；

17、所述圆环状吸波材料90用于包裹部分所述介质波导区50，所述介质波导区50和所述辐射区40的交界处与所述圆环吸波材料的一端齐平，所述圆环状吸波材料90的内径在0.582λc～0.584λc之间，所述圆环状吸波材料90的外径在0.742λc～0.744λc之间，所述圆环状吸波材料90的高在0.21λc～0.23λc之间。

18、所述类扇形吸波材料100用于覆盖所述馈电区60的侧面，所述类扇形吸波材料100在所述馈电馈线80的外侧，所述类扇形吸波材料100包括等腰梯形吸波材料110和弓形吸波材料120；

19、所述等腰梯形吸波材料110的两腰夹角在19.9°～20.0°之间，所述等腰梯形吸波材料110的下底长在0.266λc～0.268λc之间，所述等腰梯形吸波材料110的上底长在0.02λc～0.03λc之间，所述等腰梯形吸波材料110的厚度在0.066λc～0.068λc之间；

20、所述弓形吸波材料120的底边长在0.266λc～0.268λc之间，所述弓形吸波材料120的高在0.288λc～0.29λc之间，所述弓形吸波材料120的厚度在0.078λc～0.082λc之间。

21、在一些可能的实现方式中，所述天线的长度在1.61λc～1.64λc之间，所述天线的宽度在0.74λc～0.744λc之间，λc为最低工作频率对应的波长。

22、第二方面，本技术提供了一种终端，包括第一方面中任一项所述的天线。

23、第三方面，本技术提供了一种车辆，包括第二方面中所述的终端，或者，包括第一方面中任一项所述的天线。

24、由上述技术方案可知，本技术至少具有如下有益效果：

25、在本技术提供了一种多层介质天线，包括第一介质层10、第二介质层20和第三介质层30，第一介质层10的介电常数大于第二介质层20的介电常数，第二介质层20的介电常数大于第三介质层30的介电常数；每个介质层都包括依次相邻的半椭球区、中间区和斜切区；第一半椭球区11、第二半椭球区21和第三半椭球区31共同构成天线的辐射区40，第三半椭球区31包裹于第二半椭球区21的外侧，第二半椭球区21包裹于第一半椭球区11的外侧；第一中间区12、第二中间区22和第三中间区32共同构成天线的介质波导区50，第三中间区32包裹于第二中间区22，第二中间区22包裹于第一中间区12；第一斜切区13、第二斜切区23和第三斜切区33共同构成天线的馈电区60，第二斜切区23在第一斜切区13的外侧，第三斜切区33在第二斜切区23的外侧，馈电区60为四棱台状。

26、本技术中，通过设计三层介质材料，相比于两层介质材料而言，能够得到更高的性能。例如，具有更加对称的方向图以及更宽的带宽，有利于在暗室和紧缩场测试中节省时间成本，适合作为暗室和紧缩场内的反射馈电探头。该多层介质天线在工作频率范围内，无论其位置如何，都能保持较为稳定的相位中心。该天线的相邻层的相对介电常数比值小于2，能够最大限度地减小内部反射。

27、应当理解的是，本技术中对技术特征、技术方案、有益效果或类似语言的描述并不是暗示在任意的单个实施例中可以实现所有的特点和优点。相反，可以理解的是对于特征或有益效果的描述意味着在至少一个实施例中包括特定的技术特征、技术方案或有益效果。因此，本说明书中对于技术特征、技术方案或有益效果的描述并不一定是指相同的实施例。进而，还可以任何适当的方式组合本实施例中所描述的技术特征、技术方案和有益效果。本领域技术人员将会理解，无需特定实施例的一个或多个特定的技术特征、技术方案或有益效果即可实现实施例。在其他实施例中，还可在没有体现所有实施例的特定实施例中识别出额外的技术特征和有益效果。