一种新型单层宽带圆极化反射阵列天线.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114759359A(43)申请公布日2022.07.15(21)申请号202210356774.2(22)申请日2022.04.06(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人郭璐周奇琪冯文杰(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203专利代理师朱炳斐(51)Int.Cl.H01Q21/00(2006.01)H01Q15/14(2006.01)H01Q15/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图7页(54)发明名称一种新型单层宽带圆极化反射阵列天线(57)摘要本发明公开了一种基于单层正交放置内嵌式开槽矩形单元结构的宽带圆极化反射阵列天线，该圆极化天线采用线极化喇叭馈电；反射阵列包括若干个反射单元；每个反射单元均包括金属贴片、介质基板和金属地板，金属贴片印制在介质基板的上表面，介质基板下表面接金属地板；金属贴片为一对正交放置且刻有L形槽的矩形结构，L形槽与矩形贴片的边缘预留一定宽度。本发明每个反射单元矩形贴片的尺寸不变，通过改变L形槽的长度实现相位变化和圆极化，由此反射单元构成的圆极化反射阵列天线可以实现高增益带宽和轴比带宽，性能优于其他圆极化反射阵列天线。CN114759359ACN114759359A权利要求书1/1页1.一种新型单层宽带圆极化反射阵列天线，其特征在于，包括线极化馈电喇叭(1)和反射阵列(2)，馈电喇叭(1)位于反射阵列(2)的斜上方，且相对于反射阵列(2)旋转45°以实现线极化‑圆极化的转换；所述反射阵列(2)包括若干个反射单元(3)；每个反射单元(3)均包括金属贴片(4)、介质基板(5)和金属地板(6)，金属贴片(4)印制在介质基板(5)的上表面，介质基板(5)下表面接金属地板(6)；金属贴片(4)为一对正交放置的内嵌开槽矩形贴片结构，矩形贴片外部尺寸相同，其长为a，宽为b，在一侧长边上开L形槽，平行于矩形贴片短边的槽口的宽度为w3，平行于长边的槽口宽度为w1，L形槽两侧沿矩形贴片长边的金属长度分别为Lx、Ly，L形槽靠近其开口一侧的金属片宽度为w2。2.根据权利要求1所述的新型单层宽带圆极化反射阵列天线，其特征在于，所述L形槽的长度Lx、Ly可调，用于实现反射单元(3)的相位变化以及圆极化。3.根据权利要求1或2所述的新型单层宽带圆极化反射阵列天线，其特征在于，所述若干个反射单元(3)均匀分布。4.根据权利要求1或3所述的新型单层宽带圆极化反射阵列天线，其特征在于，所述若干个反射单元(3)组成n×n的方形阵列。5.根据权利要求1所述的新型单层宽带圆极化反射阵列天线，其特征在于，所述反射单元(3)的尺寸为9mm×9mm，即单元间距P＝0.3λ的亚波长结构，其中λ为设计频率10GHz对应的自由空间波长。6.根据权利要求1所述的新型单层宽带圆极化反射阵列天线，其特征在于，所述w1＝0.5mm，w2＝0.4mm，w3＝0.2mm，a＝7.6mm，b＝1mm。7.根据权利要求1所述的新型单层宽带圆极化反射阵列天线，其特征在于，所述介质基板(5)的介电常数εr为2.2，厚度h为3.175mm，损耗角正切tanδ为0.0007。8.根据权利要求1所述的新型单层宽带圆极化反射阵列天线，其特征在于，所述馈电喇叭(1)位于距离反射阵列(2)垂直高度148mm，与垂直方向夹角为25°的位置。2CN114759359A说明书1/4页一种新型单层宽带圆极化反射阵列天线技术领域[0001]本发明属于反射阵列天线领域，特别是一种新型单层宽带圆极化反射阵列天线。背景技术[0002]不同的通信系统对天线的性能有不同的需求，随着卫星通信、雷达等技术日益发展，对高增益天线的需求也逐渐增长。平面反射阵列天线由于其体积小、重量轻等优点，降低了加工的难度和成本，同时采用空间馈电，无需复杂的馈电网络，降低了天线的损耗，提高整体辐射效率。然而，反射阵列天线自提出以来便一直受到带宽窄的限制。另外，圆极化天线由于其稳定性强，抗干扰能力高，在卫星通信、深空探测等领域应用广泛。因此，宽带圆极化平面反射阵列天线具有重要的研究价值。目前实现圆极化反射阵列天线主要有两种方式，第一种是使用圆极化馈源喇叭并通过旋转反射单元来实现圆极化；第二种是使用线极化馈源喇叭并通过调整反射单元两个正交分量上的相位差来实现圆极化。基于第二种方式，论文“Adual‑layerT‑shapedelementforbroadbandcircularlypolarizedreflectarraywithlinearlypolarizedfeed”中设计了一种双层T形的圆极化反射单元，但由于其双层结构，增大了加工的复杂度。论文“Asubwavelengthelemen