[發(fā)明專利]一種方向性可控的微波天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410803375.1
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN104409849B
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 高仁璟;史鵬飛;劉書田;陳文炯
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01Q1/42
• 分類號: H01Q1/42;H01Q15/00;H01Q19/02;H01Q19/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 范爍;李洪福

本發(fā)明公開了一種方向性可控的微波天線，所述微波天線為定向天線，其包括饋源、電導體和天線罩；所述電導體為平板狀；所述饋源通過側壁貼放在所述電導體表面上；所述天線罩扣裝在所述電導體上；所述天線罩的縱截面為以所述饋源中心為圓心的半圓環(huán)形結構；本發(fā)明能夠實現(xiàn)電磁波的單個或多個特定方向的輻射及接收，調節(jié)電磁波向任意指定方向傳播，結構簡單、尺寸小、可靠性強，易于應用。

技術領域

本發(fā)明涉及一種微波天線，具體為一種方向性可控的微波天線。

背景技術

在微波應用領域，如通信、探測、遙感、航空航天、醫(yī)療等領域，電磁波的發(fā)射和接收，有時需要針對某一個或某幾個所需特定方向具有強輻射功率，而對于其它方向則不需要輻射或只需要極小的輻射功率。也就是說需要天線具有好的方向性和較大的前向增益，以利于天線更好的抗外部干擾，并增加功率利用率。傳統(tǒng)的定向天線如喇叭天線等由于存在小張角與天線尺寸間的矛盾，因此給應用帶來了一定的限制。中國專利申請CN102655271A提出應用微帶天線來獲得定向天線，其公開的這種天線具有無法控制波瓣寬度、且無法選擇性的進行任意方向輻射的缺陷；中國專利申請CN102790288A提出引入電磁超材料并應用兩次反射的方式，進行電磁波傳輸路徑的控制來獲得對某一方向的定向輻射的定向天線，其公開的這種天線同樣無法實現(xiàn)多特定方向、任意波瓣寬度、以及各方向輻射強度可控的要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種尺寸小、輻射方向和波束寬度可控的方向性可控的微波天線。

本發(fā)明的技術手段如下：

一種方向性可控的微波天線，所述微波天線為定向天線，其包括饋源、電導體和天線罩；所述電導體為平板狀；所述饋源通過側壁貼放在所述電導體表面上；所述天線罩扣裝在所述電導體上；所述天線罩的縱截面為以所述饋源中心為圓心的半圓環(huán)形結構；

進一步地，通過調整所述天線罩各點的介電常數(shù)和磁導率來獲得不同的天線方向性；

進一步地：

所述天線罩上各點的介電常數(shù)在柱坐標系下的表示形式為：

所述天線罩上各點的磁導率在柱坐標系下的表示形式為：

其中εr'為所述天線罩上(r,θ,z)點對應的介電常數(shù)、μr'為所述天線罩上(r,θ,z)點對應的磁導率、n為預設參數(shù)，用以控制波束的壓縮程度，其取值范圍為(0,2)、k為預設參數(shù)，用以控制波束的偏轉角度，其取值范圍為(-π/2，π/2)、a為天線罩的內半徑、b為天線罩的外半徑、(r,θ,z)為天線罩上各點在柱坐標系下以饋源中心為原點的坐標、對于z變量的不同取值，天線罩上各點的介電常數(shù)和磁導率的表示形式相同；

進一步地，根據(jù)所需天線方向性對所述天線罩劃分相應數(shù)量的區(qū)域；通過調整所述區(qū)域各點的介電常數(shù)和磁導率來獲得不同的天線方向性；

所述區(qū)域上各點的介電常數(shù)在柱坐標系下的表示形式為：