[發明專利]一種空域移相單元以及雙模渦旋波束雙極化相位板

有效

• 申請號: 201810281381.3
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108598692B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 白旭東;孫運濤;呂艷亭;顏衛忠;胡鵬程;孔凡偉;錢婧怡
• 申請（專利權）人: 上海航天電子有限公司;上海科學儀器廠
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q3/30
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

1.一種空域移相單元，其特征在于：所述空域移相單元包括一個金屬地板、基板組件以及金屬貼片組件，其中：

所述金屬地板設置為帶有“十”字鏤空的金屬片，位于所述空域移相單元的中間層；

所述基板組件包括至少兩個基板，所述基板用于固定所述金屬貼片組件和/或所述金屬地板；

所述金屬貼片組件包括至少兩個金屬貼片，所述金屬貼片對稱的依次位于所述金屬地板的兩側，其中，所述金屬貼片與所述金屬地板間通過所述基板固定，相鄰的每兩個所述金屬貼片間通過所述基板固定；

所述空域移相單元包括一個所述金屬地板、四個所述基板以及四個所述金屬貼片，其中，所述金屬地板的兩側各分布有兩個所述金屬貼片，相鄰的每兩個所述金屬貼片間通過所述基板固定，所述金屬貼片與所述金屬地板間通過所述基板固定；

所述金屬地板的“十”字鏤空的形狀為：由中心十字交叉的矩形縫隙端接圓孔構成，所述矩形的寬度為ws＝0.01λ～0.04λ，所述圓孔的直徑為ds＝0.03λ～0.06λ，相對兩圓的圓心間距為ls＝0.14λ～0.18λ，其中λ為入射波的波長；

所述基板的厚度為h＝0.01～0.06λ，相對介電常數為ε_r＝3.55，周期性正方形晶格單元邊長為D＝0.1λ～0.5λ，其中，λ為入射波的波長；

所述金屬地板為正方形，所述金屬貼片為矩形。

2.一種應用如權利要求1所述的空域移相單元組成的雙模渦旋波束雙極化相位板，其特征在于：所述空域移相單元以正方形晶格周期性排列組成超材料相位板。

3.如權利要求2所述的雙模渦旋波束雙極化相位板，其特征在于：所述雙模渦旋波束雙極化相位板的相位變化通過改變所述空域移相單元中金屬貼片的邊長尺寸實現對入射波的空間相位補償；調整所述金屬貼片的水平邊長，用于對垂直極化入射波的空間相位補償；調整所述金屬貼片的垂直邊長，用于對水平極化入射波的空間相位補償。

4.如權利要求3所述的雙模渦旋波束雙極化相位板，其特征在于：所述雙模渦旋波束雙極化相位板所需要的饋源設置為：所述饋源(1)位于所述雙模渦旋波束雙極化相位板的中心軸線方向上。

5.如權利要求4所述的雙模渦旋波束雙極化相位板，其特征在于：所述饋源(1)采用雙線極化定向天線。

6.如權利要求5所述的雙模渦旋波束雙極化相位板，其特征在于：所述雙模渦旋波束雙極化相位板上任意一個空域移相單元的補償相位為：

其中，F為饋源(1)到雙模渦旋波束雙極化相位板(2)的垂直距離，x和y為任意空域移相單元相對所述雙模渦旋波束雙極化相位板中心的橫坐標與縱坐標，λ為入射波的波長；l_i為生成的雙極化雙模渦旋電磁波所對應的軌道角動量模態，i＝1為水平極化波，i＝2對應垂直極化波。