【技术实现步骤摘要】
基于超表面的透射型卡塞格伦天线
本专利技术属于天线
，涉及一种卡塞格伦天线，具体涉及一种基于广义斯涅尔定理的相位突变超表面实现平面结构的透射型卡塞格伦天线，可用于微波领域。技术背景卡塞格伦天线是在抛物面天线基础上增加双曲面副反射镜，电磁波经过副反射镜，主反射镜反射后形成高方向性的辐射方向图。相比于普通抛物面天线，其双镜面的设计能够用短焦距抛物面实现长焦距抛物面的辐射性能，在实际应用中更具优势。一方面，增加的副反射镜更便于设计口面场分布，能够优化天线辐射性能；另一方面，由于馈源放置在靠近主反射镜顶点处，大大缩短了馈线长度，降低损耗，降低天线系统噪声系数。典型的卡塞格伦天线其反射镜是由加工成曲面轮廓的金属面构成，虽然设计简单，但是对加工要求较高。为解决轮廓设计调控电磁波的曲面反射镜不便于加工和组装的问题，现有研究利用超材料调控电磁波，通过印刷微带板实现平板结构卡塞格伦天线。如申请公布号为CN102800994A，名称为“一种卡塞格伦型超材料天线”的专利申请，公开了一种卡塞格伦型超材料天线，该专利技术采用平板的超材料结构来实现卡塞格伦天线的副反射镜和主反射镜，...
【技术保护点】
1.一种基于超表面的透射型卡塞格伦天线，包括平行平板波导(1)，以及固定在平行平板波导(1)两个金属平板之间的副反射镜(2)和馈源(3)；所述副反射镜(2)包括第一长方形介质基板(21)，该介质基板的板面与平行平板波导(1)的两个金属平板垂直，其一个侧面印制有由M×N个均匀排列的环形金属贴片(22)组成的超表面，M≥1，N≥6，另一侧面印制有金属底板(23)；所述馈源(3)采用矩形喇叭天线结构，位于副反射镜(2)印制环形金属贴片(22)的一侧，其喇叭辐射口与第一长方形介质基板(21)的板面平行；所述馈源(3)的波导两侧各固定有一个主透射镜(4)；其特征在于：所述环形金属贴片...
【技术特征摘要】
1.一种基于超表面的透射型卡塞格伦天线，包括平行平板波导(1)，以及固定在平行平板波导(1)两个金属平板之间的副反射镜(2)和馈源(3)；所述副反射镜(2)包括第一长方形介质基板(21)，该介质基板的板面与平行平板波导(1)的两个金属平板垂直，其一个侧面印制有由M×N个均匀排列的环形金属贴片(22)组成的超表面，M≥1，N≥6，另一侧面印制有金属底板(23)；所述馈源(3)采用矩形喇叭天线结构，位于副反射镜(2)印制环形金属贴片(22)的一侧，其喇叭辐射口与第一长方形介质基板(21)的板面平行；所述馈源(3)的波导两侧各固定有一个主透射镜(4)；其特征在于：所述环形金属贴片(22)的尺寸由其所在位置的电磁波入射角和散射参数相位决定，实现类似双曲面对电磁波的相位补偿特性；所述主透射镜(4)采用由X个相互层叠的第二长方形介质基板(41)组成的介质层结构，该介质层结构的板面与第一长方形介质基板(21)的板面平行，X≥2且为偶数，其中距离第一长方形介质基板(21)最近的一块为奇数位置的第一块介质基板，各奇数位置第二长方形介质基板(41)面向第一长方形介质基板(21)的侧面上印制有金属贴片，金属贴片上蚀刻有由Y×Z个均匀排列的环形缝隙(42)组成的超表面，偶数位置的介质基板面向第一长方形介质基板(21)的侧面上印制有由Y×Z个均匀排列的金属条带(43)组成的超表面，且距离第一长方形介质基板(21)最远的第二长方形介质基板(41)背向第一长方形介质基板(21)的侧面上印制有金属贴片，金属贴片上蚀刻有由Y×Z个均匀排列的环形缝隙(42)组成的超表面，Y≥1，Z≥20；所述环形缝隙(42)的尺寸由其所在位置的电磁波入射角和散射参数相位决定，实现类似抛物面对电磁波的相位补偿特性；所述副反射镜(2)和主透射镜(4)的相位补偿均采用广义斯涅尔定理实现。2.根据权利要求1所述的基于超表面的透射型卡塞格伦天线，其特征在于：所述环形金属贴片(22)，采用矩形环结构，其一条对边的连线垂直于平行平板波导(1)的两块金属板，其所在位置相位补偿数值满足如下公式：其中，Φ(x)表示副反射镜上的相位补偿数值，dΦ＝k(sinθi-sinθr)dx表示Φ(x)对x的导数，θi(x,y)＝arctan(x/l)为入射电磁波相对于副反射镜的入射角，θr(x,y)＝arctan(x/f-l)为反射电磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨锐，杨佩，李冬，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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