用于通感一体化的介质天线

本发明涉及介质天线，填补以通信感知一体化为目的的天线。

背景技术：

1、6g无线通信与前代通信最大的不同将是有能力智能地连接人、车、机器人和物件等等目标，将把人类融入数字社会和智能城市。工业和学术领域的专家都已经开始准备和研究具有集成化传感和通信基础设施的6g网络。智能系统或智慧城市的关键是传感能力，它能实现高精度的定位、高弹性的网络重构、以及超快超安全的通信。传感辅助通信的这种独特性可以带来了更高质量和可靠的链接性能，其使现有的精确的波束成形技术能够在不需要人为干涉的情况下更快的进行波束重建以获得高效率的跟踪通信，获得高效的网络容量。未来的蜂窝网络将利用密集的扇区来进行通信网络的感知功能，以有效利用频谱、信道容量、高精度的定位和有效的电源管理。事实上，新型先进的天线技术将是支持实现的6g网络所不可缺少的器件。

2、现有的宽带、mimo(多输入多输出)、毫米波(mmw)、波束成形和可重构功能的天线技术分别成为通信或感知领域的核心技术。然而，简单地将这两种类型的系统结合在一起，很难发挥出6g的智能网络全部潜力。因此，需要有一种改进的天线，能够同时支持未来通信网络的传感和通信功能。

技术实现思路

1、本发明在一方面提供了一种介质天线，其包括基底层、位于基底层之上的接地层、以及位于接地层之上的介质主体。其中，介质主体具有细长的形状。介质天线进一步包括位于介质主体顶部的微扰结构，用于在介质天线的纵向谐振工作模式中切割高阶模式之间的联系。

2、优选地，微扰结构包括配置在所述介质主体顶部的金属线。

3、更优选地，金属线垂直于介质主体的纵向方向。

4、在一个具体实施方式中，微扰结构进一步包括介质主体上的多个空气通孔，这些空气通孔与金属线相邻。

5、在另一个具体实施方式中，多个空气通孔对称地位于金属线的两侧。

6、在另一个具体实施方式中，微扰结构包括多条金属线，这些金属线相互平行，并与介质主体的纵向方向垂直。

7、在一些示范实施例中，多条金属线彼此等距分布。

8、在一个具体实施方式中，介质天线进一步可分解为多个纵向排列天线元件。每个天线元件都对应于多条微扰结构中的相邻两个以及中间部分。多个天线元件互相在多条金属线中的一条处接壤。

9、在另一个具体实施方式中，基底层包括第一微带馈线和第二微带馈线。接地层包括第一耦合槽，其纵向方向与第一微带馈线相交，以及第二耦合槽，其纵向方向与第二微带馈线相交。

10、优选地，第一微带馈线和所述第二微带馈线分别对应于定义在所述介质主体中的第一天线元件和第二天线元件。第一天线元件和第二天线元件在金属线处相互接壤。

11、在一个具体实施方式中，介质主体在其两端分别形成第一共面波导馈电端口和第二共面波导馈电端口。

12、优选地，第一共面波导馈电端口和第二共面波导馈电端口分别对应于定义在介质主体中的横向行波天线的两侧端口。

13、因此，本发明的实施例为集成化的传感和通信(isac)应用提供了新颖的天线解决方案，通过引入紧凑的、高度集成的、具有成本效益的和高增益的天线解决方案来实现isac的功能，从而解决现有传感和通信网络的瓶颈问题。得益于融合设计，该横向完全相连天线能够在毫米波同时提供定向和频率扫描的辐射，因此该天线能够同时获得基于相控阵的通信性能和基于频扫的感知性能

14、上述技术实现要素：既不是为了定义本申请要求保护的发明(这是由权利要求书记载的)，也不是为了以任何方式限制本发明的范围。

技术特征：

1.一种介质天线，包括：

2.根据权利要求1所述的介质天线，其中所述微扰结构包括配置在所述介质主体顶部的金属线。

3.根据权利要求2所述的介质天线，其中所述金属线大体上垂直于所述介质主体的纵向方向。

4.根据权利要求2所述的介质天线，其中所述微扰结构进一步包括所述介质主体上的多个空气通孔，这些空气通孔与所述金属线相邻。

5.根据权利要求4所述的介质天线，其中所述多个空气通孔对称地位于所述金属线的两侧。

6.根据权利要求2所述的介质天线，其中所述微扰结构包括多条所述金属线，这些金属线相互平行，并与所述介质主体的纵向方向垂直。

7.根据权利要求6所述的介质天线，其中所述多条金属线彼此等距分布。

8.根据权利要求7所述的介质天线，进一步可分解为多个天线元件；每个所述天线元件都对应于所述多个微扰结构中的两个及其中间的部分；所述多个天线元件互相在所述多条金属线中的一条处接壤。

9.根据权利要求2所述的介质天线，其中所述基底层包括第一微带馈线和第二微带馈线；所述接地层包括第一耦合槽，其纵向方向与所述第一微带馈线相交，以及第二耦合槽，其纵向方向与所述第二微带馈线相交。

10.根据权利要求9所述的介质天线，其中所述第一微带馈线和所述第二微带馈线分别对应于定义在所述介质主体中的第一天线元件和第二天线元件；所述第一天线元件和所述第二天线元件在所述金属线处相互接壤。

11.根据权利要求2所述的介质天线，其中所述介质主体在其两端分别形成第一共面波导馈电端口和第二共面波导馈电端口。

12.根据权利要求11所述的介质天线，其中所述第一共面波导馈电端口和所述第二共面波导馈电端口分别对应于定义在所述介质主体中的横向行波天线的两侧端口。

技术总结一种介质天线，其包括基底层、位于基底层之上的接地层、以及位于接地层之上的介质主体。其中，介质主体具有细长的形状。介质天线进一步包括位于介质主体顶部的微扰结构，用于在所述介质天线的谐振部分中切割高阶模式之间的联系，维持介质天线的纵向的谐振模式以及泄露介质天线的横向传输模式。本发明旨在研究用于集成化的传感和通信(ISAC)应用的新型天线解决方案。技术研发人员：黄衡,孙闻剑受保护的技术使用者：香港城市大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18