[發明專利]帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線

在審

• 申請號: 201710053658.2
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106848590A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 楊帆;鄧如淵;許慎恒;李懋坤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01Q5/10
• 分類號: H01Q5/10;H01Q5/28;H01Q3/30
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張潤

1.一種帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線，其特征在于，包括：

至少一個初級饋源，用于發射和接收電磁波；

調相陣面，用于將所述至少一個初級饋源發射的球面波轉換為第一平面波，或者接收第二平面波并匯聚到所述至少一個初級饋源內；以及

天線支撐結構，所述天線支撐結構分別與所述至少一個初級饋源和所述調相陣面相連，用于固定所述至少一個初級饋源與所述調相陣面的相對位置。

2.根據權利要求1所述的帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線，其特征在于，所述調相陣面包括：

第一介質板，所述第一介質板的上表面和下表面分別設置有第一金屬電路圖案和第二金屬電路圖案，且所述第一金屬電路圖案包括第一類調相單元和第二類調相單元，其中，所述第一類調相單元通過旋轉單元角度補償第一頻段相位，所述第二類調相單元通過變化單元尺寸補償第二頻段相位；

第一泡沫層；

第二介質板，所述第二介質板的上表面設置有第三金屬電路圖案，以通過所述第三金屬電路圖案和所述第二金屬電路圖案對電磁波頻率進行空間選擇；

第二泡沫層；

第三介質板，所述第三介質板的上表面設置有第四金屬電路圖案，以通過對所述第四金屬圖案的大小進行調整，進而獲取第三頻段相位和第四頻段相位；以及

第三泡沫層和金屬地板。

3.根據權利要求1所述的帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線，其特征在于，初級饋源為拋物面天線的饋源天線。

4.根據權利要求3所述的帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線，其特征在于，所述初級饋源在Ka頻段為雙圓極化形式，且在Ku頻段為雙線極化形式。

5.根據權利要求1所述的帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線，其特征在于，所述第一金屬電路圖案為邊角帶有切口的方形貼片與切口圓環組合得到，其中，邊角帶有切口的方形貼片為所述第一類調相單元，且切口圓環為所述第二類調相單元。

6.根據權利要求1所述的帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線，其特征在于，所述第二金屬電路圖案和所述第三金屬電路圖案均為方形槽與方形環組合得到，以使得在預設頻率下的帶通和帶阻滿足預設條件。

7.根據權利要求1所述的帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線，其特征在于，所述第四金屬電路圖案由雙方環內嵌方形貼片得到，通過調節邊長大小進行相位補償。

8.根據權利要求5或7所述的帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線，其特征在于，當所述第一金屬圖案和所述第四金屬圖案的頻點處用于筆形波束聚焦時，所需的空間相位補償根據以下公式得到：

其中，f為設計頻點，為第mn個單元的相位補償，k為自由空間波數，為陣列中心到所述第mn個單元的位置矢量，為初級饋源到所述第mn個單元的位置矢量，為天線最大輻射方向單位矢量，Δφ為參考相位，N為任意整數。

9.根據權利要求1-8任一項所述的帶有頻選結構的頻段共享口徑的四頻高增益天線，其特征在于，所述至少一個初級饋源包括第一至第三初級饋源。