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[發明專利]基于超表面的全域空間可調六波束高定向夾角反射面天線有效

專利信息
申請號: 201810474425.4 申請日: 2018-05-17
公開(公告)號: CN108682946B 公開(公告)日: 2019-10-25
發明(設計)人: 楊銳;郭海瓊;劉瑾 申請(專利權)人: 西安電子科技大學
主分類號: H01Q1/38 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q3/04;H01Q19/10;H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q21/29
代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205 代理人: 陳宏社;王品華
地址: 710071 陜*** 國省代碼: 陜西;61
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摘要:
搜索關鍵詞: 介質板 波束 反射面天線 夾角結構 隔離板 定向夾角 對稱金屬 空間可調 環結構 球面波 側面 饋源 全域 三面 直角金屬板 周期性排布 印制 波束指向 定向輻射 動態可調 金屬底板 天線單元 外側設置 星型分布 電磁波 多波束 口徑面 全空間 入射角 旋轉軸 附著 垂直
【權利要求書】:

1.一種基于超表面的全域空間可調六波束高定向夾角反射面天線,其特征在于:包括兩個三波束夾角反射面天線單元,該天線單元包括一個側面印制有金屬底板(2)的介質板(1),該介質板(1)另一個側面的中心位置設置有垂直于板面的旋轉軸(3)以及以旋轉軸(3)為中心呈星型分布的三塊直角隔離板(4),形成三面夾角結構,每個夾角結構三個頂點所在平面的外側設置有球面波饋源(6),并通過與三個頂點連接的支撐桿(7)固定;所述直角隔離板(4)包括直角金屬板(41)以及附著在直角金屬板(41)兩個側面的直角介質板(42);形成三面夾角結構的介質板(1)和六塊直角介質板(42)的板面上分別印制有由多個周期性排布的對稱金屬環結構(5)組成的面陣結構;所述對稱金屬環結構(5)的尺寸,是通過該對稱金屬環結構(5)所在位置的坐標值、所在夾角結構對應的球面波饋源(6)位置的坐標值,以及入射電磁波的入射角度確定;

所述兩個三波束夾角反射面天線單元印制有金屬底板(2)的一側相對,形成全域空間可調六波束高定向夾角反射面結構,且兩個三波束夾角反射面天線單元可以以各自的旋轉軸(3)為中心旋轉,用于實現全空間的多波束可調旋轉掃描;

所述對稱金屬環結構(5),采用外邊長為w1、內邊長為w2的正方形金屬環結構,通過調節外邊長w1和內邊長w2的尺寸,實現對入射波的相位補償,其相位補償值的計算公式為:

其中,k0為自由空間中波數,ri為球面波饋源(6)的相位中心距第i個對稱金屬環單元中心的距離;(xi,yi)為第i個對稱金屬環單元中心在xoy平面的位置坐標,為平面波出射方向,θ0和分別為平面波出射方向與z軸和x軸的夾角。

2.根據權利要求1所述的基于超表面的全域空間可調六波束高定向夾角反射面天線,其特征在于,所述直角隔離板(4),其板面形狀為等腰直角三角形。

3.根據權利要求1所述的基于超表面的全域空間可調六波束高定向夾角反射面天線,其特征在于,所述介質板(1)另一個側面的中心位置設置的以旋轉軸(3)為中心呈星型分布的三塊直角隔離板(4),其兩兩之間的夾角均為120°。

4.根據權利要求1所述的基于超表面的全域空間可調六波束高定向夾角反射面天線,其特征在于,所述球面波饋源(6),采用標準矩形波導結構,該球面波饋源(6)的相位中心位于波導口徑面中心位置,其具體坐標通過計算機仿真實驗參數優化確定,確定的原則為:一是調整球面波饋源(6)口徑面中心位置與對應夾角結構的頂點的距離,使得球面波饋源(6)輻射的球面電磁波剛好全部照射入對應夾角結構,且沒有能量外漏;二是調整球面波饋源(6)的俯仰方位,使得入射球面電磁波在夾角結構中的照射面積最大。

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