基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线.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CN112952395A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110108198.5(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)发明名称基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线(57)摘要本发明公开了一种基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线，包括角锥喇叭天线以及反射阵列，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；金属贴片为带有内嵌式倒L型金属臂的回形针型结构，倒L型金属臂与矩形贴片两侧内边缘之间预留一定宽度。本发明每个反射单元矩形贴片的外尺寸保持不变，其相位可以实现超过360°的线性变化，由反射单元构成的平面反射阵列天线可以实现增益带宽以及口径效率的显著提高，且在工作频段内呈现稳定良好的辐射特性。CN112952395ACN112952395A权利要求书1/1页1.一种基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线，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)为开槽矩形结构，其长度为L，宽度为w1，矩形贴片内部开有长边沿矩形贴片长边设置的矩形槽，该矩形槽的长为g2，宽为w4，同时矩形贴片的一侧长边上开有与所述矩形槽相连通的矩形缝隙，该矩形缝隙的宽度为g1；所述矩形槽内还设有倒L型金属臂，该金属臂的纵向臂平行于矩形贴片的长边设置，横向臂的末端与所述矩形缝隙的下侧边缘连接，所述倒L型金属臂与所述矩形槽的长边形成倒U型结构；所述倒L型金属臂的纵向臂长为l，宽为t，且该纵向臂处于U型结构内侧的边缘与矩形槽的长边之间的距离为w3；整个开槽矩形贴片构成一回形针型结构，每个反射单元的尺寸参数l、g2相同或不相同。2.根据权利要求1所述的基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述纵向臂的长l可调，用于实现单元反射相位的线性变化。3.根据权利要求1所述的基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线，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所述的基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述若干个反射单元(3)构成n×n的方形阵列。5.根据权利要求1所述的基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述反射单元(3)为9mm×9mm的亚波长结构，即单元间距P＝0.3λ，其中λ为用户设计频率所对应的自由空间波长。6.根据权利要求1所述的基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述角锥喇叭天线(1)在距离反射阵列(2)148mm的竖直高度处以方位角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°，的方向辐射出去；以沿反射阵列(2)表面的水平方向为x轴，以垂直于反射阵列(2)表面的方向为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。7.根据权利要求1所述的基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线，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所述的基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述反射单元的结构参数w1＝2.0mm，w3＝0.6mm，w4＝1.5mm，g1＝0.1mm，t＝0.1mm，L＝7.4mm。2CN112952395A说明书1/4页基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线技术领域[0001]本发明属于反射阵列天线技术领域，特别是一种基于单层回形针型单元结构的宽带反射阵列天线。背景技术[0002]随着雷达目标检测、卫星远程通信以及深空探索等技术的飞速发展，高增益天线在现代通信领域中的作用愈发重要。与传统的高增益天线相比，平面反射阵列天线由于其结构简单且易于加工，无需设计复杂的馈电网络，可实现灵活的广角电子波束扫描等优势，具有十分广阔的发展前景。但是平面反射阵列天线存在一个显著缺点，就