[發明專利]一種基于腔體輻射模式編碼的寬帶隨機輻射天線

有效

• 申請號: 202010873921.4
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112216978B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 朱士濤;趙夢然;黃惠琳;陶夢瑤;陳曉明;李建星;張安學;陳娟
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/36;H01Q21/06;H01Q21/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種基于腔體輻射模式編碼的寬帶隨機輻射天線，包括：激勵模式調節模塊、自適應阻抗匹配饋電模塊和輻射編碼模塊；激勵模式調節模塊為具有凹槽的平板，凹槽底面光滑結構，凹槽四周形成由若干不規則凸起連接而成的調節結構；自適應阻抗匹配饋電模塊設置在凹槽的底面上；自適應阻抗匹配饋電模塊具有有源多級漸變結構；輻射編碼模塊為一蓋板，輻射編碼模塊設置在激勵模式調節模塊上，輻射編碼模塊和激勵模式調節模塊之間形成腔體；輻射編碼模塊上具有特征分布的模式適配結構以及預設編碼致密排布的編碼輻射陣列。該發明在實現大容量的隨機輻射天線設計的同時，大大降低隨機輻射天線的設計難度及加工制備難度。

技術領域

本發明涉及隨機輻射天線領域，特別涉及一種基于腔體輻射模式編碼的寬帶隨機輻射天線。

背景技術

現有的隨機輻射天線主要采用超表面技術實現，即利用隨機排布在天線口徑上、具有不同諧振頻率的超材料單元從波導或者諧振腔中耦合能量并輻射，從而實現不同頻點下產生低相關性的隨機輻射方向圖；這些方向圖可在實際應用中作為探測模式加以使用，為了增加探測模式數量，需要提高隨機輻射天線的工作頻率與工作帶寬。

現有的隨機輻射天線至少存在以下問題：

1、現有的超表面隨機輻射天線受限于超材料單元的高品質因數，難以在實現大工作帶寬時兼顧天線效率，這導致其輻射效率較低；

2、隨著工作頻率提高，受加工工藝限制超材料單元難以加工，這制約了高頻隨機輻射天線的制備；

3、現有的隨機輻射天線系統復雜，設計難度大成本高，限制了隨機輻射天線的大規模應用。

發明內容

為解決現有技術中天線工作頻率和工作帶寬存在的技術問題；本發明提供了一種基于腔體輻射模式編碼的寬帶隨機輻射天線，本發明可以降低隨機輻射天線的設計難度，并同時實現高工作頻率和大工作帶寬，可在不同頻率下生成不同隨機輻射方向圖，該隨機輻射方向圖可用于進行高分辨率成像。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于腔體輻射模式編碼的寬帶隨機輻射天線，包括：激勵模式調節模塊、自適應阻抗匹配饋電模塊和輻射編碼模塊；

所述激勵模式調節模塊為具有凹槽的平板，所述凹槽底面光滑，所述凹槽的四周形成由若干不規則凸起連接而成的調節結構；

所述自適應阻抗匹配饋電模塊設置在所述輻射編碼模塊底面上；所述自適應阻抗匹配饋電模塊具有有源多級漸變結構；

所述輻射編碼模塊為一蓋板，所述輻射編碼模塊設置在所述激勵模式調節模塊上，所述輻射編碼模塊和所述激勵模式調節模塊之間形成腔體；所述輻射編碼模塊上具有特征分布的模式適配結構以及預設編碼致密排布的編碼輻射陣列。

作為本發明的進一步改進，所述激勵模式調節模塊為圓形平板。

作為本發明的進一步改進，所述凸起輪廓為齒狀、折線或曲線。

作為本發明的進一步改進，所述調節結構用于在產生離散頻點下具有預設特征分布的激勵模式，該激勵模式在同一位置處具有不同的初始幅度和初始相位。

作為本發明的進一步改進，所述有源多級漸變結構為有源器件，用于對不同頻率輸入電磁波的阻抗匹配，從而實現寬頻帶內的阻抗匹配及寬帶阻抗的自適應調整。

作為本發明的進一步改進，自適應阻抗匹配饋電模塊位于輻射編碼模塊下側，且對應輻射編碼模塊位置處無編碼輻射陣列。

作為本發明的進一步改進，所述預設編碼致密排布的編碼輻射陣列用于對電磁波空間輻射的隨機編碼，并產生在離散頻點下具有特征分布的隨機輻射方向圖。

作為本發明的進一步改進，所述輻射編碼模塊為圓形蓋板。