[發明專利]輻射單元方向圖調控結構及調控方法

有效

• 申請號: 202110002480.5
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112886284B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 郭建勇;梁超;滕康平
• 申請（專利權）人: 中信科移動通信技術股份有限公司
• 主分類號: H01Q25/00
• 分類號: H01Q25/00;H01Q3/30;H01Q15/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張琪

本發明涉及天線技術領域，公開了一種輻射單元方向圖調控結構及調控方法，其中調控結構包括用于設在輻射單元上方的引向片，引向片包括介質基板和設于介質基板上的呈規律性分布的若干個結構單元，引向片用于在輻射單元的上方形成超表面實現對輻射單元方向圖的調控。本發明提供的一種輻射單元方向圖調控結構及調控方法，設置分布有結構單元的引向片，可在輻射單元的上方通過結構單元使輻射單元輻射的電磁波在不同位置處發生相位突變，進而改變電磁波的傳播路徑，可實現輻射單元方向圖的人為操控，進而可有效調節輻射指標及電路指標，實現天線指標可調；且該引向片設在輻射單元的上方，可減少在天線安裝面上的占用空間，提高了天線空間利用率。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，尤其涉及一種輻射單元方向圖調控結構及調控方法。

背景技術

輻射單元是天線設計過程中至關重要的一部分，它承擔著天線發射和接收電磁波的功能。現階段天線往往是雙極化結構，以至于它可以在兩種極化模式下同時工作，因此大大的減少了天線中輻射單元數目并提高了空間利用率。

現階段而言，天線的復雜程度越來越高，如何在有限空間內盡可能調節天線的性能指標一直是一大難題。單純通過輻射單元兩側邊界來調節輻射指標及電路指標，明顯是不夠的，往往無法達到預期效果，此外過多的振子邊界占用大量的天線空間，導致天線空間利用率降低。因此提出一種能調節輻射單元的輻射指標及電路指標，解決天線指標調試問題是非常重要的。

發明內容

本發明提供一種輻射單元方向圖調控結構及調控方法，用以解決現有技術中調節輻射單元指標的方案無法達到預期效果，天線輻射指標調節困難的問題。

本發明提供一種輻射單元方向圖調控結構，包括用于設在輻射單元上方的引向片，所述引向片包括介質基板和設于所述介質基板上的呈規律性分布的若干個結構單元，所述引向片用于在輻射單元的上方形成超表面實現對輻射單元方向圖的調控。

根據本發明提供的一種輻射單元方向圖調控結構，所述結構單元包括設于所述介質基板上的印刷電路結構；或者所述結構單元包括設于所述介質基板上的縫隙以及設于所述縫隙中的液態金屬或磁性材料；或者所述結構單元包括設于所述介質基板上的通孔。

根據本發明提供的一種輻射單元方向圖調控結構，每個所述結構單元均呈中心對稱結構；若干個所述結構單元整體呈對稱結構。

根據本發明提供的一種輻射單元方向圖調控結構，若干個所述結構單元呈陣列分布，任一列中的所述結構單元的尺寸相同，在陣列對稱線的一側不同列中的所述結構單元的尺寸不同。

根據本發明提供的一種輻射單元方向圖調控結構，若干個所述結構單元呈同心圓分布，且相鄰兩個圓上的所述結構單元的尺寸不同。

本發明還提供一種輻射單元方向圖調控方法，基于上述輻射單元方向圖調控結構，包括：在輻射單元上方設置分布有結構單元的引向片以在輻射單元上方形成超表面；利用引向片形成的超表面，實現對輻射單元方向圖的調控。

根據本發明提供的一種輻射單元方向圖調控方法，利用引向片形成的超表面，實現對輻射單元方向圖的調控具體包括：確定輻射單元的目標方向圖指標；根據目標方向圖指標，設計確定所適用的引向片上結構單元的分布形式、形狀和尺寸。

根據本發明提供的一種輻射單元方向圖調控方法，根據目標方向圖指標，設計確定所適用的引向片上結構單元的分布形式、形狀和尺寸具體包括：根據目標方向圖指標，確定引向片上結構單元的分布形式；根據目標方向圖指標以及結構單元的分布形式，確定結構單元的目標相位；根據結構單元的目標相位，確定結構單元的形狀和尺寸。

根據本發明提供的一種輻射單元方向圖調控方法，根據目標方向圖指標以及結構單元的分布形式，確定結構單元的目標相位具體包括：根據以下公式確定結構單元的目標相位：其中，為目標相位，k為波矢，R為波束聚焦半徑，h為結構單元對應的位置。