[實用新型]一種基于蝴蝶結形的反射型超寬帶交叉極化轉換器

有效

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• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN210182580U
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 章海鋒;李昱芃;楊彤;孫湯毅
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01Q15/24
• 分類號: H01Q15/24
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 牛莉莉

本實用新型公開了一種基于蝴蝶結形的反射型超寬帶交叉極化轉換器，其特征在于：由可以實現(xiàn)超寬帶范圍內(nèi)的交叉極化轉換的由下至上依次層疊的底層銅反射板、置于中間的單層介質(zhì)基板及頂層的銅貼片構成；所述銅貼片為以介質(zhì)基板的中心點為中心呈中心對稱的蝴蝶結形結構。本實用新型采用反射型結構，在銅貼片與銅反射板的共同作用下，在4.23～11.38GHz波段內(nèi)可實現(xiàn)交叉極化轉換，從而實現(xiàn)了工作頻帶基本覆蓋C波段和X波段的目的。本實用新型具有頻帶寬、設計簡潔大方、易加工等特點。

技術領域

本實用新型涉及一種反射型結構的交叉極化轉換器，具體的說是一種基于蝴蝶結形的反射型超寬帶交叉極化轉換器，屬于無線電通信、GHz器件領域。

背景技術

超材料通常是指一種人工周期結構,它具有天然材料所不具備的物理特性。近年來,超材料以其奇異的電磁特性引起了學者們的廣泛關注。同時,超材料在電磁波極化狀態(tài)控制方面也有重要的應用前景。

超材料具有自然物質(zhì)所不具備的宏觀電磁特性,這源于其單元結構的多樣性和靈活性以及所具有的獨特電磁響應。利用超材料中不同電磁諧振的單元結構,能夠設計實現(xiàn)對電磁波具有特殊響應的器件以及開展類量子效應的研究。因此,超材料不僅擴展了電磁理論研究的空間,而且為調(diào)控電磁波傳播特性及其設計高性能微波器件打開了一條嶄新的途徑。

極化轉換器是具有控制電磁波極化方向功能的器件，而且在電磁波傳播的應用中是一種非常重要的器件，尤其在納米光子器件和先進傳感器等領域中具有重要的應用價值。除此之外，在微波波段，極化轉換器在圓極化天線以及雷達天線罩的設計方面也起著至關重要的作用。電磁波的極化是指在空間任意給定點上電磁波的電場大小和方向隨時間變化的方式。傳統(tǒng)的實現(xiàn)電磁波極化調(diào)控的方法往往是基于雙折射效應，并采用雙色性固態(tài)晶體和扭曲向列液晶來實現(xiàn)。但是這類傳統(tǒng)的極化轉換器件都存在一定的缺點，這些傳統(tǒng)的極化調(diào)控器件設計過程較為復雜，整個結構厚度大，且對材料和加工工藝的要求很高。基于電磁超表面的極化轉換器則能有效避免上述極化轉換設備的缺點，并且能實現(xiàn)寬帶和多極化轉換的要求，對于構建多功能極化轉換器件具有重要作用。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，而提供一種基于蝴蝶結形的反射型超寬帶交叉極化轉換器，該極化轉換器采用反射式結構，通過在表面銅貼片和底部金屬底板的共同作用下，在銅貼片與銅反射板的共同作用下，在4.23～11.38GHz波段內(nèi)可實現(xiàn)交叉極化轉換，從而實現(xiàn)了工作頻帶基本覆蓋C波段和X波段的目的。

本實用新型為解決上述問題采用以下技術方案：

本實用新型提供一種基于蝴蝶結形的反射型超寬帶交叉極化轉換器，由可以實現(xiàn)超寬帶范圍內(nèi)的交叉極化轉換的由下至上依次層疊的底層銅反射板、置于中間的單層介質(zhì)基板及頂層的銅貼片構成；所述銅貼片為以介質(zhì)基板的中心點為中心呈中心對稱的蝴蝶結形結構。

作為本實用新型的進一步技術方案，所述蝴蝶結形銅貼片由兩部分組成，分別為頂層沿135°對角線布置的雙空心扇形銅貼片和沿45°對角線排列的兩個小L形銅貼片。

作為本實用新型的進一步技術方案，所述空心扇形銅貼片是由兩個長度a＝7.8mm，寬度b＝1mm的矩形銅貼片組成的大L形銅貼片，和一個寬度w＝0.2mm的四分之一圓弧銅貼片組成，另一個空心扇形與其中心對稱所得，兩扇形中間具有一個長度n＝0.2mm的呈正方形的重疊。

作為本實用新型的進一步技術方案，所述兩個小L形銅貼片分別由兩個長度l＝2mm，寬度c＝1mm的矩形銅貼片組合而成，其中，小L形銅貼片的邊界距離x、y兩軸的距離m＝1mm。

作為本實用新型的進一步技術方案，所述的中間介質(zhì)基板的材料為F4B，介電常數(shù)2.2，損耗角正切值0.0002，介質(zhì)基板邊長即單元周期p＝20mm，厚度h＝6.2mm，設置在底層銅反射板上方。