[發(fā)明專利]一種回字型嵌套折線型結(jié)構(gòu)的超表面反射陣天線單元

在審

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• 申請日: 2019-08-14
• 公開（公告）號: CN110459868A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任武;李偉明;薛正輝;張婭楠;邵楠;白明濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q3/00;H01Q9/04;H01Q15/00
• 代理公司: 11120 北京理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 高會允;仇蕾安<國際申請>=<國際公布>

本發(fā)明公開了一種回字型嵌套折線型結(jié)構(gòu)的超表面反射陣天線單元，具有結(jié)構(gòu)簡單、小型化、損耗低的優(yōu)點，且具備較大相移范圍。該天線單元，天線單元包括四層結(jié)構(gòu)，四層結(jié)構(gòu)由上自下分別為金屬貼片、介質(zhì)層、空氣層以及金屬底板；四層結(jié)構(gòu)有定位介質(zhì)柱固定。金屬貼片為回字型框架結(jié)構(gòu)，包括外圍折線框和內(nèi)圍方框。外圍折線框為雙環(huán)框架結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)，外環(huán)為正方形環(huán)，外環(huán)的每條邊上每隔設(shè)定的間隔向外彎折一個矩形折線框，內(nèi)環(huán)為正方形換，內(nèi)環(huán)的每條邊上每隔設(shè)定的間隔向外彎折一個矩形折線框。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圓極化反射陣天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種回字型嵌套折線型結(jié)構(gòu)的超平面。

背景技術(shù)

微帶反射陣天線是由饋源天線和平面反射陣列組合而成的，將饋源放置在平面反射陣的焦點處，通過補償每個單元的相位，將饋源天線發(fā)出的球面波轉(zhuǎn)換為平面波發(fā)射出去，從而實現(xiàn)增益的提升。微帶反射陣天線可應(yīng)用于衛(wèi)星通信，微波遙感、深空探測等遠(yuǎn)距離通信領(lǐng)域。

微帶反射陣天線結(jié)合了拋物面天線和陣列天線的以下優(yōu)點：

(1)將拋物面天線的曲面結(jié)構(gòu)平面化，重量較輕，體積較小。

(2)結(jié)構(gòu)比較簡單，易于共形且利于加工。

(3)不需要陣列天線中昂貴的饋電網(wǎng)絡(luò)，因此成本較低。

(4)通過單元的設(shè)計可以實現(xiàn)多波束以及波束掃描等功能。

微帶反射陣天線具備上述的眾多優(yōu)點，且應(yīng)用場景廣泛。因此對于微帶反射陣天線的研究具有十分重要的意義。

相比于線極化天線，圓極化天線可以更好的應(yīng)對環(huán)境的變化并且可以在任何極化方式以及空間環(huán)境中接收電磁波，因此，對于圓極化天線的研究具有非常重要的意義。

在天線領(lǐng)域，超表面結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮重要的作用。超表面是超材料的二維形式，是由一系列亞波長結(jié)構(gòu)進行周期或非周期排列組成的。如何將超表面單元應(yīng)用于反射陣天線的設(shè)計中，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種回字型嵌套折線型結(jié)構(gòu)的超表面反射陣天線單元，具有結(jié)構(gòu)簡單、小型化、損耗低的優(yōu)點，且具備較大相移范圍。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種回字型嵌套折線型結(jié)構(gòu)的超表面反射陣天線單元，天線單元包括四層結(jié)構(gòu)，四層結(jié)構(gòu)由上自下分別為金屬貼片、介質(zhì)層、空氣層以及金屬底板；四層結(jié)構(gòu)有定位介質(zhì)柱固定。

金屬貼片為回字型金屬框架結(jié)構(gòu)，包括外圍折線框和內(nèi)圍方框。

外圍折線框為雙環(huán)框架結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)，外環(huán)為正方形環(huán)，外環(huán)的每條邊上每隔設(shè)定的間隔向外彎折一個矩形折線框，內(nèi)環(huán)為正方形換，內(nèi)環(huán)的每條邊上每隔設(shè)定的間隔向外彎折一個矩形折線框。

進一步地，矩形折線框的長度在0.1m至1mm之間。

進一步地，外環(huán)上矩形折線框的數(shù)量為7個，內(nèi)環(huán)上矩形折線框的數(shù)量為3個。

進一步地，外圍折線框的外包矩形為邊長為6.9mm的正方形，內(nèi)圍方框邊長為1.4mm。

進一步地，介質(zhì)層厚度為3.5mm，空氣層厚度為1.5mm。

進一步地，內(nèi)環(huán)、外環(huán)和內(nèi)圍方框的邊寬均為0.12mm；外圍折線框上內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間間隙為0.13mm；矩形折線框的中間間隙寬度為0.13mm。

有益效果：