[發明專利]一種毫米波頻率極化雙隨機多端口聚束天線

有效

• 申請號: 202110077670.3
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112909539B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 朱士濤;趙夢然;陶夢瑤;黃惠琳;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;H01Q5/28;H01Q15/24;H01Q15/00
• 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

本發明公開了一種毫米波頻率極化雙隨機多端口聚束天線，包括：多端口激勵饋電模塊、頻率隨機調節模塊、極化隨機調節模塊和聚束生成模塊；多端口激勵饋電模塊位于頻率隨機調節模塊之下，頻率隨機調節模塊位于極化隨機調節模塊之下；多端口激勵饋電模塊、頻率隨機調節模塊和極化隨機調節模塊共同構成了超構腔體；聚束生成模塊位于超構腔體中心空洞處。本發明具備簡單的設計形式和較低的加工制備難度，可以在毫米波頻段實現加工制備與實際應用；可以大大提升低相關性隨機輻射方向圖的數量。

技術領域

本發明涉及毫米波聚束隨機輻射腔體天線領域，特別涉及一種毫米波頻率極化雙隨機多端口聚束天線。

背景技術

現有的毫米波聚束隨機輻射腔體天線主要利用腔體內隨機變化的機械結構或者采用超材料技術設計的隨機調控表面，來改變不同工作頻率下天線的激勵幅相特性或調制幅相特性，從而實現在不同工作頻點下產生低相關性的隨機輻射方向圖；這些隨機輻射方向圖會對目標所在成像平面進行編碼，編碼后的成像平面可作為參考探測模式在計算關聯成像中加以利用。

現有的毫米波聚束隨機輻射腔體天線至少存在以下問題：

1、在毫米波及以上頻段，受材料制備性能限制，難以兼顧高透射相位調控能力與低系統損耗特性，這就使得基于超材料隨機調控表面的毫米波聚束隨機輻射腔體天線難以制備；

2、由于隨機變化的機械結構占據整個腔體的空間比例受限，使得基于隨機變化機械結構的毫米波聚束隨機輻射腔體天線的工作頻帶受限，無法有效產生大量低相關性隨機輻射方向圖，制約了后續計算關聯成像的成像精度和準確性；

3、隨著工作頻率的提升，傳統毫米波聚束隨機輻射腔體天線的結構尺寸變小，受加工工藝限制，無法實現極窄結構的加工，從而限制了毫米波聚束隨機輻射腔體天線的應用。

發明內容

為解決現有技術中天線低相關隨機輻射方向圖數量不足和難以實現極窄縫隙加工的技術問題，本發明提供了一種毫米波頻率極化雙隨機多端口聚束天線，本發明可以降低毫米波聚束隨機輻射腔體天線的設計難度，并同時實現大量低相關性隨機輻射方向圖的產生，可在不同頻率、不同極化狀態以及不同端口激勵下生成低相關性隨機輻射方向圖，這些隨機輻射方向圖可用于計算關聯高分辨率成像。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種毫米波頻率極化雙隨機多端口聚束天線，包括：多端口激勵饋電模塊、頻率隨機調節模塊、極化隨機調節模塊和聚束生成模塊；多端口激勵饋電模塊位于頻率隨機調節模塊之下，頻率隨機調節模塊位于極化隨機調節模塊之下；多端口激勵饋電模塊、頻率隨機調節模塊和極化隨機調節模塊共同構成了超構腔體；聚束生成模塊位于超構腔體中心的空洞處；

所述多端口激勵饋電模塊具有多個處于不同位置的標準矩形波導饋電端口，所述多端口激勵饋電模塊分別或同時接收多個標準波導饋電端口的電磁波信號，將信號傳遞至頻率隨機調節模塊并將其約束在超構腔體內。

作為本發明的進一步改進，所述多端口激勵饋電模塊為中空圓柱形凹陷平板，所述凹陷是由平板一側表面向內擴展形成的底面平整結構和環形側壁，所述凹陷兩側均為垂直結構從而使中心形成空洞；所述頻率隨機調節模塊位于多端口激勵饋電模塊的凹陷底面之上。

作為本發明的進一步改進，所述多端口激勵饋電模塊的標準波導饋電端口數量不少于兩個。

作為本發明的進一步改進，所述頻率隨機調節模塊為具有具備不同反射特性結構的超構表面的環形板，該超構表面在不同的頻率下能夠產生大范圍變化的反射幅度和反射相位特性。

作為本發明的進一步改進，所述超構表面由具備不同反射幅度和反射相位特性的超構單元組成，不同種類的超構單元之間的反射特性不同，相同種類的超構單元通過改變某結構參數可實現低相關反射特性。

作為本發明的進一步改進，所述極化隨機調節模塊為鏤刻有幾何圖案結構的中空蓋板。