[發明專利]一種波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線

有效

• 申請號: 201910156196.6
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109950685B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 張金棟;姚祺;蔡嘉琦;吳文;周雅莉;陳嶠羽;張景怡;陳祥云;馬海斌;王碧瑤;張弘毅;趙婉清;王子洋;牛哲源
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q13/10;H01Q21/06;H01Q21/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線，其特征在于，包括單層微波介質基板(1)、若干組矩形縫隙對(2)、以及一個引入容性分量的同軸饋電探針；其中，若干組矩形縫隙對(2)圍繞單層微波介質基板(1)的中心點O呈螺旋式排布，引入容性分量的同軸饋電探針位于所述中心點O處；

所述每組矩形縫隙對(2)由兩個尺寸相同、相互垂直的矩形縫隙構成，且兩個矩形縫隙之間存在間隙，其耦合因子通過改變矩形的長寬進行調節；所述引入容性分量的同軸饋電探針包括短路同軸饋電探針(3)和引入容性分量的環形縫隙(4)，短路同軸饋電探針(3)位于中心點O處且貫穿單層微波介質基板(1)，環形縫隙(4)以中心點O為圓心，環繞短路同軸饋電探針(3)且位于單層微波介質基板(1)的上表面；

該天線的波束偏角方向可調，具體為：

若干組矩形縫隙對(2)圍繞單層微波介質基板(1)的中心點O螺旋式排布中，視每一圈矩形縫隙對(2)為一個子陣；將每一個子陣在垂直于天線初始輻射方向的某一方向上進行平移即可實現天線的波束偏角方向可調；其中，天線初始輻射方向為天線的軸向方向；

該天線的波束偏角大小可調，具體為：

通過改變每個子陣平移的距離實現天線的波束偏角大小可調，具體為：

以中心點O為起始，沿螺旋式排布的徑向方向對子陣依次編號為1,2,…,N，N為子陣的數目，根據所需的波束偏角大小θ₀獲取第n個子陣的漸進相位θ(n)為：

θ(n)＝nkd sinθ₀

式中，k為波數，θ₀為波束偏角大小，d為陣元間距即縫隙對的徑向距離，且其數值上為波導波長λ_g；

根據漸進相位確定每個子陣平移的距離，則第n個子陣平移距離Δd(n)為：

2.根據權利要求1所述的波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線，其特征在于，從所述螺旋式排布的起始矩形縫隙對(2)開始直至倒數第二圈的矩形縫隙對(2)的尺寸呈遞增趨勢變化，以獲得均勻口徑分布；最外圈的所有矩形縫隙對(2)的尺寸一致，且每一組矩形縫隙對(2)的歸一化輻射能量大于閾值p，p的取值為0＜p＜1。

3.根據權利要求2所述的波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線，其特征在于，所述p＝0.9。

4.根據權利要求2所述的波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線，其特征在于，該天線的圓極化形式可調，具體通過改變若干組矩形縫隙對(2)圍繞單層微波介質基板(1)的中心點O螺旋式排布的方向實現天線的圓極化形式可調。

5.根據權利要求4所述的波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線，其特征在于，所述若干組矩形縫隙對(2)圍繞單層微波介質基板(1)的中心點O呈順時針螺旋式排布，波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線的圓極化形式為左旋圓極化；

或者，若干組矩形縫隙對(2)圍繞單層微波介質基板(1)的中心點O呈逆時針螺旋式排布，波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線的圓極化形式為右旋圓極化。

6.根據權利要求1所述的波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線，其特征在于，該天線通過調整環形縫隙(4)的內徑和外徑大小引入容性分量，實現饋電端口的阻抗匹配。

7.根據權利要求1所述的波束傾斜的高增益圓極化徑向線縫隙天線，其特征在于，所述單層微波介質基板(1)采用Rogers RT 5880商用板材。