The invention discloses a large scanning angle and high gain Ka band phased array plate lens antenna includes a dielectric substrate and the parallel arrangement of four antenna elements on the dielectric substrate, and the lower surface of copper substrate; a dielectric slab lens capable of reflection and refraction on the electromagnetic wave is arranged above the substrate the present invention. By adjusting the spacing of medium plate lens thickness D, dielectric substrate and dielectric slab lens and H medium plate lens size, to achieve maximum antenna gain. The invention of the main lobe gain in the scanning angle of 26 degrees compared to the ordinary antenna array can improve the maximum 3.7dB, and the maximum scan angle can reach + 30 degrees, the installation cost of the medium of the invention the flat lens is low, easy to operate, compared to smaller size materials of equal size increase the gain of the antenna needed by the invention, work performance excellent.
【技术实现步骤摘要】
一种大扫描角度高增益Ka波段相控阵平板透镜天线
本专利技术涉及天线技术,具体涉及一种大扫描角度高增益Ka波段相控阵平板透镜天线。
技术介绍
相控阵天线通过调整天线单元的相位差能够在其扫描角度范围内控制电磁波的波束主射方向,最早应用于探测雷达中,近年来也被广泛应用于卫星通讯领域。传统的相控阵天线在大角度扫描时,由于相控阵天线等效口面的面积变小,天线的方向性和增益都下降严重。近年来,国内外的许多学者采用超材料覆盖的方法来扩大相控阵天线的波束扫描范围,进而提高天线的增益,但这种方法增加了设计的难度,提高了制作的成本。目前介质平板透镜能够被用来提高天线的增益,但现有加载介质平板透镜的天线是针对电磁波垂直入射介质平板透镜的单元天线,并且在加载介质平板透镜之后天线的半功率角下降严重,因此无法用这种单元天线组成相控阵进行大角度的扫描。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题,提供一种大扫描角度高增益Ka波段相控阵平板透镜天线,能够在Ka波段实现较宽的扫描角度,减少增益衰减,加工成本低。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:包括介质基板以及并列排布在介质基板上的多个天线单元,介质基板的上表面刻蚀有四个铜制成的单元贴片天线,且介质基板的下表面覆铜;所述介质基板的正上方设置有能够对电磁波进行反射与折射的介质平板透镜;介质平板透镜的反射系数γ与透射系数τ分别为:γ=Γejψ,τ=Tejφ由天线单元发射电磁波入射至介质平板透镜经各级反射得到总反射系数:根据能量守恒原理得:T2+Γ2=1根据电场的表达式:其中θn由下式确定:f(α)是单元天线的方向函数,由于 ...
【技术保护点】
一种大扫描角度高增益Ka波段相控阵平板透镜天线,其特征在于:包括介质基板(1)以及并列排布在介质基板(1)上的多个天线单元(3),介质基板(1)的上表面刻蚀有四个铜制成的单元贴片天线(3),且介质基板(1)的下表面覆铜;所述介质基板(1)的正上方设置有能够对电磁波进行反射与折射的介质平板透镜(2);介质平板透镜(2)的反射系数γ与透射系数τ分别为:γ=Γe
【技术特征摘要】
1.一种大扫描角度高增益Ka波段相控阵平板透镜天线,其特征在于:包括介质基板(1)以及并列排布在介质基板(1)上的多个天线单元(3),介质基板(1)的上表面刻蚀有四个铜制成的单元贴片天线(3),且介质基板(1)的下表面覆铜;所述介质基板(1)的正上方设置有能够对电磁波进行反射与折射的介质平板透镜(2);介质平板透镜(2)的反射系数γ与透射系数τ分别为:γ=Γejψ,τ=Tejφ由天线单元(3)发射电磁波入射至介质平板透镜(2)经各级反射得到总反射系数:根据能量守恒原理得:T2+Γ2=1根据电场的表达式:其中θn由下式确定:f(α)是单元天线的方向函数,由于Г小于1,得:故,电场强度的大小为:介质平板透镜(2)的厚度d为四分之波长,在不计损耗的情况下,计算得到天线增益为:考虑到介质透镜反射系数的幅度和相位都是入射角的函数,假设令入射角为10°时,天线增益取得最大值,那么由下式推出介质基板(1)与介质平板透镜(2...
【专利技术属性】
技术研发人员:张安学,李梦婷,杨国鹏,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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