基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112952396A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110108206.6(22)申请日2021.01.27(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)发明人郭璐郭美瑾冯文杰(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人朱炳斐(51)Int.Cl.H01Q15/14(2006.01)H01Q3/44(2006.01)H01Q3/30(2006.01)H01Q13/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线(57)摘要本发明公开了一种基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，包括角锥喇叭天线、反射阵列，反射阵列包括若干个反射单元，每个反射单元包括金属贴片、介质基板和金属接地板，金属贴片印制在介质基板的上表面，介质基板底部设置金属接地板；金属贴片为内嵌式加载凹形臂的开槽方形环结构，凹形臂与开槽方形环两侧内边缘预留一定宽度。本发明的反射单元周期仅为0.15λ×0.15λ，其中λ为用户设计频率所对应的自由空间波长，且单元相位可以实现近360°的线性变化。由反射单元构成的反射阵列天线可以同时实现高增益带宽以及高口径效率带宽，因而具有较高的应用价值。CN112952396ACN112952396A权利要求书1/1页1.一种基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，其特征在于，包括作为馈源的角锥喇叭天线(1)和反射阵列(2)，反射阵列(2)包括若干个反射单元(3)，反射单元(3)为亚波长结构；每个反射单元(3)包括金属贴片(4)、介质基板(5)和金属接地板(6)，金属贴片(4)印制在介质基板(5)的上表面，介质基板(5)底部设置金属接地板(6)；所述金属贴片(4)为开槽方形结构，其长度为h1，宽度为w5，方形贴片内部开有方形槽，该方形槽的长为h4，宽为w4，同时方形贴片的一侧长边上开有与所述方形槽相连通的矩形缝隙，该矩形缝隙的宽度为h3，且缝隙的上边缘与最邻近的方形贴片的一边之间的距离为h2；所述方形槽内设有凹型金属臂，该金属臂的开口朝向所述一侧长边，且其底边臂与该长边相平行，与此同时金属臂的一端与所述矩形缝隙的下侧边缘连接；所述凹型金属臂的宽为t，底边臂的长为l，两侧臂的顶端与底边臂的上边缘之间的距离为w3；每个反射单元的尺寸参数l、h2、h4相同或不相同。2.根据权利要求1所述的基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，其特征在于，所述方形槽位于方形贴片内部的中心位置。3.根据权利要求1或2所述的基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，其特征在于，所述凹型金属臂的尺寸参数l可调，用于得到单元反射相位的线性变化。4.根据权利要求3所述的基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，其特征在于，所述若干个反射单元(3)均匀分布。5.根据权利要求4所述的基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，其特征在于，所述若干个反射单元(3)构成n×n的方形阵列。6.根据权利要求5所述的基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，其特征在于，所述反射单元(3)为4.5mm×4.5mm的亚波长结构，即单元间距P＝0.15λ，其中λ为用户设计频率所对应的自由空间波长。7.根据权利要求6所述的基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，其特征在于，所述角锥喇叭天线(1)以方位角θ＝‑25°，对反射阵列(2)进行偏馈照射，反射阵列(2)将波束聚焦至方位角为θ＝25°，的方向；以沿反射阵列(2)表面的水平方向作为x轴，以垂直于反射阵列(2)表面的方向作为z轴，θ为角锥喇叭天线(1)与z轴的夹角，为角锥喇叭天线(1)与xoz面的夹角。8.根据权利要求7所述的基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，其特征在于，所述角锥喇叭天线(1)到反射阵列(2)的垂直距离为148mm。9.根据权利要求8所述的基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，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。10.根据权利要求9所述的基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线，其特征在于，所述单元结构参数h1＝3.7mm，h3＝0.1mm，h4＝2.7mm，w3＝0.9mm，w4＝3.0mm，w5＝3.6mm，t＝0.1mm。2CN112952396A说明书1/4页基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线技术领域[0001]本发明属于反射阵列天线技术领域，特别是一种基于内嵌式加载凹形臂的开槽方形环单元的反射阵天线。背景