[發明專利]毫米波全金屬高增益折疊反射陣天線

有效

• 申請號: 202211501511.2
• 申請日: 2022-11-28
• 公開（公告）號: CN115810892B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 胡南;謝文青;劉建睿;劉爽;趙麗新
• 申請（專利權）人: 北京星英聯微波科技有限責任公司
• 主分類號: H01Q1/08
• 分類號: H01Q1/08;H01Q1/00;H01Q1/24;H01Q1/50;H01Q3/34;H01Q15/14;H01Q15/24;H01Q19/10
• 代理公司: 河北冀華知識產權代理有限公司 13151
• 代理人: 王占華

本發明公開了一種毫米波全金屬高增益折疊反射陣天線，所述天線包括極化柵，所述極化柵是由金屬制成的單層結構，用于選通特定的線極化波；反射陣列，位于所述極化柵的下側，所述反射陣列為多個金屬反射移相單元構成的陣列；金屬饋源，位于所述反射陣列的中間，用于為所述折疊反射陣天線饋電；其中，極化柵對饋源發射的電磁波進行反射后到達反射陣列陣面，經過每個金屬反射移相單元對電磁波的出射相位及極化方向進行調控，透過極化柵后實現高增益波束。所述天線具有低剖面、低損耗、高穩定性、低成本、高效率以及電性能優良等優點。

技術領域

本發明涉及毫米波天線技術領域，尤其涉及一種毫米波全金屬高增益折疊反射陣天線。

背景技術

當前，高增益天線在毫米波通信領域受到廣泛關注。傳統高增益天線主要包括拋物面天線和相控陣列天線。拋物面天線具有高效率和低損耗等優點，但是在毫米波頻段，由于天線元件尺寸較小，而拋物面天線的曲面對加工精度要求較高，這使得拋物面天線在毫米波通信中加工難度大幅上升。相控陣列天線具有高靈活性和穩定性等有點，但是其饋電網絡較復雜，在毫米波頻段較難集成。

在近幾十年，反射陣列天線被提出，其在結合拋物面天線及相控陣列天線的優點的同時展示出其它優勢，比如低成本、高效率以及簡單的饋電網絡等。隨后，具有低剖面和低交叉極化優點的折疊反射陣天線被提出，相交于傳統的反射陣列天線，其集成度更高，占用的空間更小，因此在毫米波通信中具有一定的優勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種低剖面、低損耗、高穩定性、低成本、高效率以及電性能優良的毫米波全金屬高增益折疊反射陣天線。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種毫米波全金屬高增益折疊反射陣天線，其特征在于：包括極化柵，所述極化柵是由金屬制成的單層結構，用于選通特定的線極化波；反射陣列，位于所述極化柵的下側，所述反射陣列為多個金屬反射移相單元構成的陣列；金屬饋源，位于所述反射陣列的中間，用于為所述折疊反射陣天線饋電；其中，極化柵對饋源發射的電磁波進行反射后到達反射陣列陣面，經過每個金屬反射移相單元對電磁波的出射相位及極化方向進行調控，透過極化柵后實現高增益波束。

優選的，所述極化柵與所述反射陣之間的距離為F/2，F/2＝8.85mm。

進一步的技術方案在于：所述極化柵包括由多個平行金屬條構成的單層金屬結構，所述極化柵通過一種線極化波，并反射與之極化方向垂直的線極化波，所述極化柵在透/反射兩種功能下，在中心頻率實現99.5％的透射率，99.1％的反射率。

進一步的技術方案在于：所述極化柵的整體為正方形，其長度和寬度均為13.6mm，所述金屬條與正方形極化柵的對角線平行，每一條金屬條的寬度為0.1mm，每兩條相鄰的金屬條之間間隔為0.22mm。

進一步的技術方案在于：所述金屬反射移相單元為具有高隔離度的垂直雙線極化單元，能夠同時調整兩個正交線極化波的相位；所述金屬反射移相單元包括兩個開有梯形槽的正交的反射移相板，通過調整兩個反射移相板上的梯形槽的高度實現調整兩個正交線極化波的反射相位，反射移相單元的反射相位按照以下公式設置：其中，為第m行、第n列的反射移相單元的反射相位，k為真空中的相位常數，r_fmn為饋源到反射移相單元的距離，為主波束方向，為反射陣列面中心到單元的方向矢量，為常數。

進一步的技術方案在于：所述金屬反射移相單元包括第一反射移相板和第二反射移相板，所述第一反射移相板的上部上形成有第一梯形槽，所述第一反射移相板的下部形成有第一卡接槽，所述第二反射移相板的上部形成有第二梯形槽，所述第二反射移相板插入到所述第一卡接槽內，且第一反射移相板與第二反射移相板正交設置，所述第一反射移相板與第二反射移相板的下表面在同一個平面上，且所述第一反射移相板與第二反射移相板的高度相同都為h。