[發明專利]一種圓極化軌道角動量反射陣天線

有效

• 申請號: 201810384904.7
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108539417B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 李文濤;孫順萊;葉秀眺;張昱東;史小衛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52;H01Q3/30;H01Q9/04
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

1.一種圓極化軌道角動量反射陣天線，包括饋源天線單元(1)和反射體(2)；所述反射體(2)，包括N×N個周期性等距排列的輻射單元(21)，N≥2，所述輻射單元(21)包括介質材料板(212)，以及印制在介質材料板(212)一個側面的輻射貼片(211)和另一個側面的金屬地板(213)，各輻射單元(21)的相位通過軌道角動量反射陣天線相位補償公式確定，各相位的補償通過旋轉單元法實現；所述饋源天線單元(1)的輻射方向朝向反射體(2)上各介質材料板(212)印制輻射貼片(211)的一側，且與反射體(2)相對固定；其特征在于：所述饋源天線單元(1)采用圓極化天線；所述輻射貼片(211)包括兩個同心的圓環貼片，每個圓環貼片通過圓心的一條軸線上各設置有一對矩形縫隙，通過調節外圓環貼片的半徑，實現對天線相移曲線的控制；

所述軌道角動量反射陣天線相位補償公式，其表達式：

其中，k₀為自由空間波數，d為饋源天線單元的相位中心到輻射貼片中心的距離，x和y分別為以反射體的幾何中心為原點，以印制有輻射貼片的一側為xoy面，z軸正向指向饋源天線單元的坐標軸上各輻射單元的坐標位置，θ₀為反射波束與y軸正向的夾角，為反射波束與z軸正向的夾角，l為軌道角動量的模式數；

所述輻射單元(21)相位補償的具體實現方法為：根據旋轉單元法的基本設計思路，保持輻射單元(21)的尺寸不變，將反射體(2)上各介質材料板(212)印制的輻射貼片(211)按照模式數l的渦旋電磁波的相位分布情況旋轉所需相位補償的一半，即可補償不同位置的輻射單元(21)所需的反射相位。

2.根據權利要求1所述的一種圓極化軌道角動量反射陣天線，其特征在于，所述介質材料板(212)，采用正方形板材，其幾何中心與輻射貼片(211)的幾何中心共軸。

3.根據權利要求2所述的一種圓極化軌道角動量反射陣天線，其特征在于，所述饋源天線單元(1)，采用喇叭天線，其相位中心位于通過反射體(2)的幾何中心的法線上，且輻射方向與各輻射貼片(211)垂直，該饋源天線單元(1)的相位中心到反射體(2)上各介質材料板(212)印制輻射貼片(211)的一側中心的距離大于反射體(2)邊長的一半。

4.根據權利要求1所述的一種圓極化軌道角動量反射陣天線，其特征在于，所述輻射貼片(211)，其內圓環貼片和外圓環貼片上矩形縫隙所在的軸線相互垂直，且兩個圓環貼片的寬度，以及貼片上矩形縫隙的寬度相等。

5.根據權利要求4所述的一種圓極化軌道角動量反射陣天線，其特征在于，所述輻射貼片(211)，其每個圓環貼片上的一對矩形縫隙，與該對矩形縫隙所在軸線垂直的軸線對稱。