[實用新型]一種基于開口方環的可重構超表面電掃陣列天線

有效

• 申請號: 202023118048.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN214099922U
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 董建明;吳丹;李經安;劉瑩;王偉;周妍;劉雪峰;呂游;石拓;畢會春;張春光;楊喜光;郜金剛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q3/38;H01Q15/00
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本實用新型公開了一種基于開口方環的可重構超表面電掃陣列天線，屬于陣列天線技術領域。其包括饋源和陣列天線組件，陣列天線組件包括多個數字輻射單元，數字輻射單元包括介質層和輻射層，輻射層內具有由輻射貼片構成的開口方環輻射結構，且輻射貼片上設置有電開關，介質層內設有用于控制電開關通斷的直流偏置電路。本實用新型陣列天線利用數字控制器件調節電磁表面每個數字輻射單元的反射相位或者反射相位，并采用喇叭饋源從空間照射整個表面，通過數字控制的方式調節表面每個單元的相位，從而獲得高增益聚焦的動態掃描波束、捷變波束或者多波束。

技術領域

本實用新型涉及陣列天線技術領域，尤其涉及一種基于開口方環的可重構超表面電掃陣列天線。

背景技術

目前，具有高增益波束掃描特性的波束可重構陣列天線在各個領域得到了廣泛應用。現有的高增益波束掃描天線主要有機械旋轉拋物面天線和電掃相控陣天線兩大類。

其中，旋轉拋物面天線具有結構簡單、成本低、效率高等優點，但其外形為特殊的曲面、體積龐大、重量沉且波束掃描速度慢、伺服系統要求高。電掃相控陣天線可以較好地克服上述不足，其具有掃描速度快、性能更加靈活的優點，平面或共形結構也更有利于與載體保持共形。

但是，電掃相控陣天線的饋電網絡設計較為復雜，尤其當天線口徑增大時，饋電損耗較高，天線的輻射效率較低，可實現的增益受限。雖然在單元中引入固態收發組件可以減小饋電損耗，但系統的成本、重量將大幅提高，這些都限制了電掃相控陣天線的大規模應用。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提出一種基于開口方環的可重構超表面電掃陣列天線，具有饋電損耗小、波束掃描速度快、成本低的特點。

為了實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案是：

一種基于開口方環的可重構超表面電掃陣列天線，包括饋源和陣列天線組件，所述饋源用于為陣列天線組件提供空間照射源并接收陣列天線組件的反射電磁波；所述陣列天線組件包括多個數字輻射單元，所述數字輻射單元包括介質層和輻射層，所述輻射層內具有由輻射貼片構成的開口方環輻射結構，且輻射貼片上設置有電開關，所述介質層內設有用于控制電開關通斷的直流偏置電路。

進一步的，所述開口方環輻射結構包括最外圈的第一開口方環、中間圈的第二開口方環和最內圈的開口十字方環，各圈環的開口均為兩個且分別位于頂部中央和底部中央；第一開口方環上設有2個電開關，第二開口方環和開口十字方環上均設有6個電開關，其中，第一開口方環、第二開口方環和開口十字方環的左右側邊的中央分別設有一個第一電開關，開口十字方環的兩個上分段的中央及兩個下分段的中央分別設有一個第二電開關，第二開口方環的左右兩側邊在與第二電開關相平齊的位置處各設有一個第三電開關。

進一步的，所述電開關為PIN二極管開關或MEMS開關。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：

1、本實用新型陣列天線利用數字控制器件調節電磁表面每個數字輻射單元的反射相位或者反射相位，并采用喇叭饋源從空間照射整個表面，通過數字控制的方式調節表面每個單元的相位，從而獲得高增益聚焦的動態掃描波束、捷變波束或者多波束。

2、本實用新型具有饋電損耗小、波束掃描速度快、陣列規模拓展性強、結構簡單、剖面低、重量輕、易共形、成本低的優點。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中陣列天線的整體結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例中陣列天線的結構框圖。

圖3是本實用新型實施例中雙圓環輻射結構的結構示意圖。

圖中：1、饋源，2、陣列天線組件，3、數字輻射單元，31、輻射貼片，32、電開關。

具體實施方式