[發明專利]雙圓極化反射陣天線及其輻射波束獨立控制方法

在審

• 申請號: 202310700441.1
• 申請日: 2023-06-14
• 公開（公告）號: CN116435761A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 李波;徐衍昕;常玉梅;韓葉;祝雷
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q15/14;H01Q19/10;H01Q15/18;H01Q1/00;H01Q3/34;H01Q15/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發明公開了一種雙圓極化反射陣天線及其輻射波束獨立控制方法，該天線包括圓極化天線饋源和雙“S”型印刷金屬條帶反射陣列，所述圓極化天線饋源朝向雙“S”型印刷金屬條帶反射陣列，所述圓極化天線饋源位于雙“S”型印刷金屬條帶反射陣列的移相焦點；圓極化天線饋源發射球面電磁波，雙“S”型印刷金屬條帶反射陣列接收球面電磁波并反射為平面波。本發明提供的雙圓極化反射陣天線，可同時反射左旋圓極化波和右旋圓極化波，在保證高增益輻射的前提下，實現了左旋圓極化波波束和右旋圓極化波輻射波束獨立可控的特性。

技術領域

本發明屬于雷達通信技術領域，尤其涉及雙圓極化反射陣天線及其輻射波束獨立控制方法。

背景技術

隨著現代衛星通信技術的快速發展，具有多波束有效載荷的高通量衛星得到了廣泛的發展。設計、開發和發射此類衛星的關鍵挑戰之一是處理任務所需的大量天線，這類衛星通常使用四色頻率/極化復用方案，因此設計在同一頻率下的雙圓極化反射陣天線可以有效縮減衛星所需天線的個數。

天線是現代武器裝備、雷達探測系統中的重要組成部分，并且往往要求天線具有高增益的特點。其中，反射陣天線由喇叭饋源和反射陣列組成，具有高增益、無需復雜饋電網絡的優點，具有巨大的研究價值。其工作機理是：具有移相功能的反射陣列將來自饋源的球面波轉化為平面波向外輻射出去，即可實現具有高增益的輻射性能。

現有的雙圓極化反射陣天線，常采用線-圓極化轉換器和線極化反射陣天線組合實現，如M.?-A.?Joyal,?R.?El?Hani,?M.?Riel,?Y.?Demers?and?J.?-J.?Laurin,?AReflectarray-Based?Dual-Surface?Reflector?Working?in?Circular?Polarization,in?IEEE?Transactions?on?Antennas?and?Propagation,?vol.?63,no.?4,?pp.?1306-1313,?April?2015.中，將輸入的圓極化波轉化為水平線極化波和垂直線極化波，通過一層反射水平線極化波、透射垂直線極化波的反射陣列和一塊拋物面反射器，分別對水平線極化波和垂直線極化波進行反射，再將反射的兩種線極化波，通過線-圓極化轉換器轉換為圓極化波輸出，但是為了實現對左旋圓極化波和右旋圓極化波的不同角度的輸出，各個組件間需要搭建不同的角度，對加工實現有很大的難度。中國專利一種雙頻雙圓極化折疊反射陣天線”（申請號：CN?202111341584.5，公開號：CN?114069256A）提出了一種雙頻雙圓極化折疊反射陣天線，包括主反射鏡、副透射鏡、支撐結構和饋源，主反射鏡包括中心鏤空的第一介質基板，該介質基板的上表面印制有周期性排布的方環形金屬貼片，下表面印制有金屬地板；副透射鏡包括上下層疊的第二介質基板和第三介質基板，第二介質基板的下表面印制有帶漏波縫隙的金屬地板，第二介質基板的上表面和第三介質基板的下表面均印制有兩種不同規格的圓形金屬貼片，并通過穿過漏波縫隙的金屬化過孔連接。這種方法的缺點是需要多層結構、結構復雜，且不能在同一頻率下同時反射左旋圓極化波和右旋圓極化波。

此外，S.?Mener,?R.?Gillard,?R.?Sauleau,?A.?Bellion?and?P.?Potier,?Dual?Circularly?Polarized?Reflectarray?With?Independent?ControlofPolarizations,?in?IEEE?Transactions?on?Antennas?and?Propagation.?中采用圓極化選擇表面和半波片反射單元，通過第一功能層的圓極化選擇作用，實現兩種圓極化的分離和獨立控制，但該方法的單元難以小型化，斜入射性能差，同時同樣由多層平面結構組成，單元剖面高，結構復雜，對加工實現的要求同樣較高。因此，需要研究一種輻射波束獨立可控的雙圓極化反射陣天線。

發明內容