[發(fā)明專利]一種反射陣天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210599699.2
• 申請(qǐng)日: 2022-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN114914696B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瑩;左樂;肖開奇;李洋;鄢振麟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所
• 主分類號(hào): H01Q3/44
• 分類號(hào): H01Q3/44;H01Q3/30;H01Q15/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 羅強(qiáng)

本發(fā)明提供了一種反射陣天線，包括：饋源，用于對(duì)反射面提供入射電磁波；反射面，用于對(duì)入射電磁波進(jìn)行相位調(diào)制，使得反射陣波束指向同一方向；所述反射面由以一定周期結(jié)構(gòu)排布的多個(gè)具有移相功能的反射單元組成。所述反射陣天線以反射陣波束所在平面的法線為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)反射面，進(jìn)行反射陣波束由0～θ的無(wú)柵瓣掃描。本發(fā)明提出的反射陣天線相較于現(xiàn)有方案反射單元間距選取范圍更大，反射單元間距可大于且掃描無(wú)柵瓣產(chǎn)生，克服了技術(shù)人員普遍認(rèn)為的反射單元間距必須小于等于的技術(shù)偏見。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，特別涉及一種反射陣天線。

背景技術(shù)

反射陣天線由于結(jié)合了拋物面天線和陣列天線的優(yōu)點(diǎn)，在雷達(dá)和通訊領(lǐng)域得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。反射陣天線包含饋源與反射面，反射面由多個(gè)反射單元組成，電磁波從饋源出射后，沿著不同的傳輸路徑達(dá)到每個(gè)反射單元，傳輸路徑長(zhǎng)度的差異將導(dǎo)致每個(gè)反射單元所接收的入射場(chǎng)發(fā)生不同的空間相位延遲，通過合理設(shè)計(jì)每一個(gè)反射單元使其能對(duì)入射場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)南辔谎a(bǔ)償，最終在特定的平面形成等相面，從而產(chǎn)生高增益、窄波束輻射。

在雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的搜索和跟蹤、對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的通信中，波束掃描反射陣天線可增加系統(tǒng)靈活性，提高系統(tǒng)使用效率，從而得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)波束掃描的技術(shù)均要求反射單元間距滿足如下公式要求，否則將會(huì)出現(xiàn)柵瓣，惡化天線性能。

式中d為反射單元間距，λ為工作頻率電磁波波長(zhǎng)，θ為最大波束掃描角度。

對(duì)于這一普遍認(rèn)知，John?Huang在名稱為《Reflectarray?Antennas》的著作中有詳細(xì)論述(4.1.5節(jié))。M.I.Abbasi等在Millimeter?Wave?Beam?Steering?ReflectarrayAntenna?Based?on?Mechanical?Rotation?of?Array,IEEE?Access,vol.7,pp.145685-145691,2019.中報(bào)道了一種通過旋轉(zhuǎn)反射面實(shí)現(xiàn)波束掃描的反射陣天線，但其反射單元間距仍然遵循上述公式，選取為0.5倍工作頻率電磁波波長(zhǎng)。

此反射單元間距的要求大大限制了反射陣天線的應(yīng)用。一方面，這使得反射單元數(shù)量增加，大大提高了成本。一方面，這極大的限制了寬帶掃描反射陣及多頻掃描反射陣的發(fā)展：對(duì)寬帶掃描反射陣或多頻掃描反射陣，為了滿足全工作頻段內(nèi)掃描無(wú)柵瓣，上述公式中λ需選取最高工作頻率的電磁波波長(zhǎng)(即全工作頻段內(nèi)最小電磁波波長(zhǎng))，這對(duì)于工作頻段的低頻而言進(jìn)一步縮小了反射單元間距的電尺寸，導(dǎo)致反射單元擺放不下、反射單元移相范圍不夠、反射單元間相互耦合嚴(yán)重等問題，最終導(dǎo)致反射陣天線帶寬特性惡化。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有掃描反射陣的反射單元間距須小于等于的缺陷，提供一種反射陣天線，其反射單元間距可大于且掃描無(wú)柵瓣產(chǎn)生，克服了技術(shù)人員普遍認(rèn)為的掃描反射單元間距必須小于等于的技術(shù)偏見。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種反射陣天線，包括：

饋源，用于對(duì)反射面提供入射電磁波；

反射面，用于對(duì)入射電磁波進(jìn)行相位調(diào)制，使得初始反射陣波束指向同一角度；所述反射面由多個(gè)具有移相功能的反射單元組成；

所述反射陣天線，通過以反射陣波束所在平面的法線為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)反射面，進(jìn)行反射陣波束由0～θ的無(wú)柵瓣掃描；

其中，反射面中相鄰兩反射單元的間距滿足:

式中，λ為工作頻率電磁波波長(zhǎng)，θ為最大波束掃描角度，θ_m為初始反射陣波束指向角度，θ與θ_m在同一個(gè)平面內(nèi)，且

進(jìn)一步的，所述反射面中多個(gè)反射單元以一定周期結(jié)構(gòu)排布。

進(jìn)一步的，所述反射面至少包括兩個(gè)反射單元，每個(gè)反射單元均具備相位補(bǔ)償功能。