基于单层内嵌式开槽圆环单元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CN110444895A(43)申请公布日2019.11.12(21)申请号201910673967.9(22)申请日2019.07.25(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)发明人郭璐于慧婷冯文杰(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人马鲁晋(51)Int.Cl.H01Q13/02(2006.01)H01Q19/10(2006.01)H01Q15/14(2006.01)H01Q21/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图7页(54)发明名称基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线(57)摘要本发明公开了一种基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线，包括反射阵列、馈电喇叭；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，介质基板下方设置金属地板；金属贴片为圆环结构，且圆环相对一侧存在一对扇形缝隙，扇形缝隙靠近圆环中心的边缘与圆环内边缘之间预留一定宽度，扇形缝隙远离圆环中心的边缘与圆环外边缘之间预留一定宽度；两个扇形缝隙靠近圆环内边缘一侧的相对某一端均存在缝隙。本发明每个反射单元圆环的尺寸不变、且其相位可以实现线性变化，由反射单元构成的反射阵列天线可以实现高增益带宽和口径效率，与其他反射阵列天线相比性能上有显著的提高。CN110444895ACN110444895A权利要求书1/1页1.一种基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线，其特征在于，包括馈电喇叭(1)和反射阵列(2)，馈电喇叭(1)位于反射阵列(2)的斜上方；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)下方设置金属地板(6)；金属贴片(4)为圆环结构，其外半径为r1，内半径为r2，且圆环相对一侧存在一对以圆环中心为圆心、长度为宽度为W2的扇形缝隙，扇形缝隙靠近圆环中心的边缘与圆环内边缘之间的宽度为W1，扇形缝隙远离圆环中心的边缘与圆环外边缘之间的宽度为W3；两个扇形缝隙靠近圆环内边缘一侧的相对某一端均存在宽度为w的缝隙。2.根据权利要求1所述的基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述扇形缝隙的长度可调，用于实现反射单元(3)线性相位变化。3.根据权利要求1或2所述的基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述若干个反射单元(3)均匀排列。4.根据权利要求3所述的基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述反射单元(3)之间的间距P＝0.3λ，其中λ为用户设计频率对应的自由空间波长。5.根据权利要求4所述的基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述反射单元(3)之间的间距P＝9mm，即0.3λ，其中λ为10GHz对应的自由空间波长。6.根据权利要求5所述的基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述r1＝3.3mm，r2＝2.4mm，W2＝0.6mm，W1＝0.2mm，W3＝0.1mm，w＝0.1mm。7.根据权利要求6所述的基于单层内嵌式开槽圆环单元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。8.根据权利要求7所述的基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线，其特征在于，所述馈电喇叭(1)位于反射阵列(2)的斜上方，具体位置为：馈电喇叭(1)与竖直方向的夹角为25°，与反射阵列(2)的竖直距离为148mm。2CN110444895A说明书1/4页基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线技术领域[0001]本发明涉及反射阵列天线领域，特别是一种基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线。背景技术[0002]对于大多数雷达和远距离通信系统，对高增益天线的需求与日俱增，其中，反射阵列天线由于其重量体积小、加工成本低和易于加工等优点而获得广泛应用。然而，反射阵天线有一个较为显著的缺点，即带宽窄。对于微带反射阵列天线，其窄带宽特性主要源于两个因素：一是微带贴片单元固有的窄带特性；二是因馈源喇叭到各个单元的路径不同引起的随频率变化的空间相位延迟。对于小尺寸或中等尺寸的反射阵列天线，反射单元的带宽是影响带宽的主要因素。目前有较多的单元设计方法可以用来增加带宽，例如论文“Ahigh-efficiencyKu-bandreflectarrayantennausingsingle-layermultiresonanceelements”中设计了一种多谐振单元，论文“Awideband,singl