[發明專利]一種一維電控波束掃描圓極化天線及其控制方法

有效

• 申請號: 201911335344.7
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111106451B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 李錚;王山哲;王均宏
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q3/24
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

1.一種一維電控波束掃描圓極化天線，其特征在于：

包括圓極化輻射單元陣列(1)、第一介質基片(2)、半固化片(3)以及行波饋電結構(4)；

所述半固化片(3)設置在行波饋電結構(4)上，所述第一介質基片(2)設置在半固化片(3)上，圓極化輻射單元陣列(1)設置在第一介質基片(2)上；

其中圓極化輻射單元陣列(1)包含兩排圓極化單元(11)，行波饋電結構(4)包括行波波導結構(41)，所述行波波導結構(41)上開設有縫隙陣列(42)，所述行波波導結構(41)的縫隙陣列(42)上還設有二極管陣列(43)。

2.根據權利要求1所述的一種一維電控波束掃描圓極化天線，其特征在于：

所述縫隙陣列(42)位于行波波導結構(41)的上表面，縫隙陣列(42)包括多個縫隙(421)，縫隙(421)的數量與圓極化輻射單元(11)的數量相同，每個縫隙(421)位于其對應的圓極化輻射單元(11)的正下方。

3.根據權利要求2所述的一種一維電控波束掃描圓極化天線，其特征在于：

每一個所述縫隙(421)上跨接有一對PIN二極管，構成二極管陣列(43)，一對PIN二極管分別為第一PIN二極管D1和第二PIN二極管D2。

4.根據權利要求1-3任一所述的一種一維電控波束掃描圓極化天線，其特征在于：

所述圓極化單元(11)采用切角貼片形式設置。

5.根據權利要求4所述的一種一維電控波束掃描圓極化天線，其特征在于：

所述兩排圓極化單元(11)交錯排列或者正對排列。

6.根據權利要求5所述的一種一維電控波束掃描圓極化天線，其特征在于：

所述第一介質基片(2)采用Rogers 5880，厚度為0.787mm。

7.根據權利要求6所述的一種一維電控波束掃描圓極化天線，其特征在于：

所述行波波導結構(41)為矩形波導、圓波導、基片集成波導、間隙波導、微帶線或帶狀線波導結構。

8.根據權利要求7所述的一種一維電控波束掃描圓極化天線，其特征在于：

所述半固化片(3)為Rogers 4450F，厚度為0.101mm。

9.根據權利要求8所述的一種一維電控波束掃描圓極化天線，其特征在于：

當所述行波波導結構(41)采用間隙波導，包括金屬底座(51)、金屬銷釘陣列(52)、梳狀金屬脊(53)和蓋板(54)，梳狀金屬脊(53)位于金屬底座(51)中心，其中金屬銷釘陣列(52)位于梳狀金屬脊(53)的兩側，金屬銷釘陣列(52)包括多個金屬銷釘；蓋板(54)包括金屬層(541)和第二介質基片(542)，金屬層(541)位于第二介質基片(542)之上，縫隙陣列(42)設置在金屬層(541)上。

10.一種一維電控波束掃描圓極化天線的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)每個圓極化輻射單元(11)的工作狀態僅包含“0”和“1”兩種數字狀態，且數字狀態獨立可調，通過獨立地控制每個圓極化輻射單元(11)的“0”、“1”數字狀態，形成天線的數字編碼方案；

2)通過對天線的數字編碼方案進行調控，進而控制天線輻射方向圖中的波束指向，在同一特定頻率下實現需要的輻射方向圖。