【技术实现步骤摘要】
基于超表面的凸面共形格里高利天线
本专利技术属于天线
，涉及一种格里高利天线，可用于通信和雷达。技术背景微波天线主要分为端射、缝隙、反射面天线等类型，其中反射面天线具有高增益性能的特点。微波反射面天线主要为抛物面天线，利用抛物面反射面对电磁波的准直作用将来自焦点处馈源发射出的球面波前转换为出射平面波前，形成高增益的方向图。格里高利天线是在抛物面天线基础上增加椭球面副反射面，电磁波经过副反射面和主反射面反射后得到高度定向性的辐射方向图，在通信、雷达等方面获得了广泛的应用。相比于普通抛物面天线，增加的副反射面更便于设计口面场分布，优化天线辐射性能，且馈源放置在靠近主反射面顶点处，显著缩短馈线长度，降低损耗和系统噪声系数。然而经典格里高利天线的抛物面主反射面为凹形，难以在空间飞行器等凸面表面上共形加载。若把格里高利主反射面的抛物面替换为传统的凸面镜，则馈源发射出的所有波经副反射面和凸面镜反射后，反射波传播方向远离副反射面和凸面镜中心连线方向，无法在天线口径面上得到等相位面的平面波前，因此传统凸面镜不适合构建用于波束准直的格里高利天线主反射面。通常三维格里高利天...
【技术保护点】
1.一种基于超表面的凸面共形格里高利天线，包括载体(1)、主反射镜(2)、副反射镜(3)、馈源(4)和支撑结构(5)，主反射镜(2)与载体(1)共形,馈源(4)采用角锥喇叭天线，支撑结构(5)由四根硬质塑料棍组成，每根塑料棍分别连接主反射面(2)和副反射面(3)的同侧端点；其特征在于：载体(1)采用凸面结构；主反射镜(2)采用基于广义斯涅尔定律构建的抛物特性相位突变超表面结构；副反射镜(3)采用基于广义斯涅尔定律构建的椭球特性相位突变超表面结构，副反射镜(3)位于主反射镜(2)的焦点上方；所述副反射镜(3)，包括副介质层(31)、副反射层(32)和副相位调控层(33)，该副...
【技术特征摘要】
1.一种基于超表面的凸面共形格里高利天线，包括载体(1)、主反射镜(2)、副反射镜(3)、馈源(4)和支撑结构(5)，主反射镜(2)与载体(1)共形,馈源(4)采用角锥喇叭天线，支撑结构(5)由四根硬质塑料棍组成，每根塑料棍分别连接主反射面(2)和副反射面(3)的同侧端点；其特征在于：载体(1)采用凸面结构；主反射镜(2)采用基于广义斯涅尔定律构建的抛物特性相位突变超表面结构；副反射镜(3)采用基于广义斯涅尔定律构建的椭球特性相位突变超表面结构，副反射镜(3)位于主反射镜(2)的焦点上方；所述副反射镜(3)，包括副介质层(31)、副反射层(32)和副相位调控层(33)，该副相位调控层(33)由i行j列的二维均匀排布副金属环微结构(331)组成，且每个副金属环微结构的散射参数相位不同，用于实现将馈源(4)发射的电磁波聚焦至副反射镜(3)的近焦点，i≥4，j≥4。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：载体(1)采用的凸面结构为凸状抛物面柱形结构，且沿柱形表面母线的垂直方向从中心到两侧边缘向下弯曲，弯曲程度遵从开口向下的抛物面方程，中心厚度大于边缘厚度。3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：主反射镜(2)与载体(1)的共形，为中心镂空结构，且镂空横截面大小与角锥喇叭天线波导部分的截面大小相同，镂空位置安装馈源(4)。4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：所述主反射镜(2)，为凸面结构，包括主介质层(21)、主反射层(22)和主相位调控层(23)，该主反射层(22)印制在主介质层(21)的下表面，主相位调控层(23)印制在主介质层(21)的上表面。5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于：所述主相位调控层(23)由m×n个均匀排布的主金属环微结构(231)组成，m≥12，n≥12；每个主金属环微结构(231)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；每个主金属环微结构(231)的所在位置散射参数相位计算如下：其中，Φ(x,y,z)表示主金属环微结构(231)的散射参数相位，dΦ＝k(sinθi-sinθr)dr表示Φ(x,y,z)对r的导数，其中θi为入射电磁波相对于主反射镜(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨锐，高东兴，高鸣，李冬，张澳芳，李佳成，
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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