[發明專利]一種低副瓣的高增益全封閉諧振天線

在審

• 申請號: 201811423940.6
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109361057A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 劉震國;相喜柱;陸衛兵
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q19/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張華蒙

本發明公開了一種低副瓣的高增益全封閉諧振天線，屬于高增益天線技術領域，包括封閉諧振腔和位于封閉諧振腔中的饋源，封閉諧振腔的包括平行設置的部分反射表面和接地板，在部分反射表面和接地板之間設置四壁，四壁包括兩個相對設置的金屬電壁和兩個相對設置的磁壁。本發明免除了傳統高增益天線的饋電網絡，縱向尺寸小，結構更加簡單；通過部分反射表面、接地板及金屬電壁和磁壁構成全封閉諧振腔，并利用與電場方向平行的金屬電壁對電場的約束，及與磁場方向平行的磁壁對磁場的約束條件，使得饋源激勵出的電磁場在四壁不發生邊緣場的泄漏，且在E面和H面內均形成近似錐削分布的口徑面場分布從而有效降低天線的副瓣電平，改善輻射特性。

技術領域

本發明屬于高增益天線技術領域，具體涉及一種低副瓣的高增益全封閉諧振天線。

背景技術

近年來，隨著天線技術的發展涌現出一些新型的高增益天線如基于超材料的高增益天線，基于Fabry-Perot諧振腔的諧振天線等。

有些應用場合(如多波束反射面天線的饋源)為了提高天線的覆蓋增益，需要同時實現小口徑與高增益，但天線的口徑與增益是正相關的，因此要同時實現小口徑與高增益就顯得較困難。

基于Fabry-Perot諧振腔的諧振天線，在口徑面較小情況下，由于邊緣場的泄漏和口徑場分布導致天線輻射方向圖的副瓣較高尤其是E面，從而影響了此類天線的實際使用。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種低副瓣的高增益全封閉諧振天線，解決了現有高增益天線在口徑面較小情況下，由于邊緣場的泄漏和口徑場分布導致天線輻射方向圖的副瓣較高(尤其是E面)的問題。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種低副瓣的高增益全封閉諧振天線，包括封閉諧振腔和位于封閉諧振腔中的饋源，所述的封閉諧振腔的包括平行設置的部分反射表面和接地板，在所述的部分反射表面和接地板之間設置四壁，四壁包括兩個相對設置的金屬電壁和兩個相對設置的磁壁。

所述的饋源由微帶貼片天線構成，所述的饋源設置在接地板中部。

所述的金屬電壁與電場方向平行，磁壁與磁場方向平行。

所述的磁壁由人工磁導體構成。

所述的部分反射表面、接地板、金屬電壁和磁壁的連接處均由緊固件連接固定。

所述的部分反射表面和金屬接地板間的中心距離滿足d＝(1/2+n/2)λ₀，其中λ₀為中心頻率電磁波的自由空間波長，n為整數。

所述的部分反射表面由兩個正交方向上周期設置若干頻率選擇表面構成，頻率選擇表面在兩個正交方向上的周期長度相等。

所述的人工磁導體由金屬方形單元構成。

有益效果：與現有技術相比，本發明免除了傳統高增益天線的饋電網絡，縱向尺寸小(約為半個波長)，結構更加簡單；通過部分反射表面、接地板及金屬電壁和磁壁構成全封閉諧振腔，并利用與電場方向平行的金屬電壁對電場的約束，及與磁場方向平行的磁壁對磁場的約束條件，使得饋源激勵出的電磁場在四壁不發生邊緣場的泄漏，且在E面和H面內均形成近似錐削分布的口徑面場分布從而有效降低天線的副瓣電平，改善輻射特性。

附圖說明

圖1為低副瓣的高增益全封閉諧振天線的總體結構示意圖；

圖2為低副瓣的高增益全封閉諧振天線的側視圖；

圖3為部分反射表面的結構示意圖；

圖4為人工磁導體的結構示意圖；

圖5為部分反射表面的周期單元結構示意圖；