[發(fā)明專利]一種基于頻率選擇平面的極化轉(zhuǎn)換器

有效

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• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107528128B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王身云;劉偉;梅永;孟文營
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: H01Q15/24
• 分類號: H01Q15/24
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;趙超

本發(fā)明公開了一種基于頻率選擇平面的極化轉(zhuǎn)換器，由多個諧振單元陣列組成，每個諧振單元包括五層，第一層由四個開縫金屬圓陣列組成，第二層、第四層為F4B介質(zhì)板，第三層為中間金屬板，第五層由四個開縫金屬圓陣列組成，第一層四個開縫金屬圓與第五層四個開縫金屬圓對稱布于諧振單元的兩外側(cè)；第一層四個開縫金屬圓的每個圓上均開有過圓心的縫和位于縫一側(cè)的圓孔，且四個圓上的縫與水平方向均成45°或135°夾角；第五層四個開縫金屬圓的每個圓上均開有過圓心的縫和位于縫一側(cè)的圓孔，且相鄰兩個圓上的縫與水平方向分別成45°、135°夾角；F4B介質(zhì)板、中間金屬板上也設(shè)有圓孔，五層結(jié)構(gòu)上的通孔形成四個貫穿諧振單元的通孔。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于頻率選擇平面的極化轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

信息化條件下，來自外界的電磁干擾對用頻設(shè)備的威脅越來越大，電磁波的傳播控制成為電磁領(lǐng)域研究的熱點，在雷達目標(biāo)識別、通信、航空航天、電磁對抗等領(lǐng)域，電磁波的傳播以及信號的接收性能均與波的極化形式有關(guān)。電磁波的極化控制是電磁波空間傳播控制的重要研究內(nèi)容。極化技術(shù)作為一項重要的干擾、抗干擾技術(shù)也成為了軍事科研領(lǐng)域的一個研究熱點。因此，為適應(yīng)現(xiàn)代信息密集多變的特點，僅具有單極化特性的天線已經(jīng)不能滿足要求，極化轉(zhuǎn)換器能任意地控制電磁波的極化狀態(tài)以及選擇性的透射和反射，在成像、天線、通訊系統(tǒng)、電磁對抗與治理以及軍事隱身等領(lǐng)域有許多重要的應(yīng)用。不同的極化有不同特點，線極化天線只能接受圓極化電磁波一半的能量，圓極化天線只能接受線極化電磁波一般的能量。如果通信雙方的天線極化特性不一樣，比如一個線極化，一個圓極化，則需要極化轉(zhuǎn)換器將電磁波的極化進行轉(zhuǎn)換以達到能量的最佳發(fā)射和接收。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種平面結(jié)構(gòu)圓極化波到線極化波的極化轉(zhuǎn)換器，以用于提高能量發(fā)射和接收效率。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種基于頻率選擇平面的極化轉(zhuǎn)換器，由多個諧振單元陣列組成，每個諧振單元均包括五層結(jié)構(gòu)，第一層由四個開縫金屬圓按2×2陣列組成，第二層、第四層分別為F4B介質(zhì)板，第三層為中間金屬板，第五層由四個開縫金屬圓按2×2陣列組成，第一層四個開縫金屬圓與第五層四個開縫金屬圓對稱布于諧振單元的兩外側(cè)；所述第一層四個開縫金屬圓的每個圓上均開有過圓心的縫和位于縫一側(cè)的圓孔，且四個圓上的縫與水平方向均成45°或135°夾角；所述第五層四個開縫金屬圓的每個圓上均開有過圓心的縫和位于縫一側(cè)的圓孔，且相鄰兩個圓上的縫與水平方向分別成45°、135°夾角；所述F4B介質(zhì)板、中間金屬板上也設(shè)有圓孔，五層結(jié)構(gòu)上的通孔形成四個貫穿諧振單元的通孔。

優(yōu)選地，中間金屬板圓孔直徑大于通孔直徑。

優(yōu)選地，F(xiàn)4B介質(zhì)板介電常數(shù)為2.65。

優(yōu)選地，該極化轉(zhuǎn)換器的厚度為3mm。

優(yōu)選地，各諧振單元的尺寸為30*30*3mm。

優(yōu)選地，各開縫金屬圓的直徑為14.56mm，縫的寬度為0.7mm，縫的長度為10mm。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明提出了一種新的極化轉(zhuǎn)換方式，基于該極化轉(zhuǎn)換方式，本發(fā)明提供的極化轉(zhuǎn)換器能通過其中的諧振單元結(jié)構(gòu)進行周期性擴展。

(2)與傳統(tǒng)的極化轉(zhuǎn)換器相比，本發(fā)明提供的極化轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡單、易加工，通過調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的大小，可以方便實現(xiàn)諧振頻率的調(diào)諧。

(3)本發(fā)明提供的極化轉(zhuǎn)換器的厚度只有3mm，占用體積小，完全符合現(xiàn)代無線電通信技術(shù)低剖面的要求。

附圖說明

圖1A是9個諧振單元按3×3陣列排布的正面圖，右側(cè)為單個諧振單元示意圖；

圖1B是9個諧振單元按3×3陣列排布的背面圖，右側(cè)為單個諧振單元示意圖；