一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线制造技术

本发明专利技术一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线，所述天线包括：平面反射阵天线和相控阵天线，其中，所述平面反射阵天线包括：金属背板和反射单元，其中，若干个所述反射单元阵列设置于所述金属背板朝向所述相控阵天线的平面上；每一个反射单元均通过MEMS开关连接到天线控制器上以使天线控制器通过控制所述MEMS开关的通断进而控制反射单元是否接通，且所述反射单元对相控阵天线辐射的电磁信号进行相位补偿；所述相控阵天线的相位中心与所述平面反射阵天线的焦点重合。应用本发明专利技术实施例，可以为前端提供复合特性的可重构高增益天线。

A reconfigurable planar reflector antenna with integrated reflector array

【技术实现步骤摘要】
一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线
本专利技术涉及一种天线，具体涉及一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线。
技术介绍
现代综合通信系统发展的重要方向之一是：大容量、多功能、智能化。很明显，通过提高系统容量、增加系统功能、优化系统算法，一方面可以满足日益膨胀的实际需求。目前，申请号为CN201410033925.6的专利文献公开了一种基于旋转相移表面技术的反射阵列天线波束扫描天线，本专利技术设计了一种基于旋转相移表面技术的反射阵列波束扫描天线，该反射阵列波束扫描天线包括辐射单元天线和反射阵列平板；反射阵列平板包括偏波束微带反射阵列层和高透过率相移表面层；偏波束微带反射阵列层是能够实现辐射单元波束偏转的微带反射阵平板，高透过率相移表面层是能够实现平面波波束偏转的相移表面平板；两者间以一定空气间隔层叠组装成反射阵列平板；辐射单元天线采用正馈式；以反射阵列平板中心轴为轴分别旋转两层能实现天线波束的扫描。本专利技术结构简单，易于制作，对任意极化的电磁波都具有响应，适用于发射和接收任意极化的电磁波，可承载高功率。由此可见，传统的方向图可重构天线的研究多是对已有天线的功能再实现，其本质上还是仅有单一功能的天线。因此，针对不同通信应用场景所设计的多功能小型化综合通信系统，为其前端提供复合特性的可重构高增益天线是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于如何提供一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线，以解决现有技术中存在的如何为前端提供复合特性的可重构高增益天线的技术问题。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：本专利技术实施例提供了一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线，所述天线包括：平面反射阵天线和相控阵天线，其中，所述相控阵天线包括若干个阵列设置的辐射单元，且所述相控阵天线的相位中心与所述平面反射阵天线的焦点重合；所述平面反射阵天线包括：金属背板和反射单元，其中，若干个所述反射单元阵列设置于所述金属背板朝向所述相控阵天线的平面上；每一个反射单元均通过MEMS开关连接到天线控制器上以使天线控制器通过控制所述MEMS开关的通断进而控制反射单元是否接通，且所述反射单元对相控阵天线辐射的电磁信号进行相位补偿。应用本专利技术实施例，通过将反射单元设置于平面反射阵天线上，在需要发射或者接收主方向波束时，断开MEMS开关，在口径面处形成定向性较弱的波束，在需要发射或者接收特定方向的波束时，接通MEMS开关，可以使反射单元对波束进行相位补偿后实现口径处等相位辐射，相对于现有技术中的平面反射阵高增益天线，可以早保留其传统的功能的基础上实现口径处等相位辐射，扩展了平面反射阵高增益天线的功能。可选的，所述平面反射阵天线上朝向所述相控阵天线的平面上还设有介质层；所述反射单元固定在所述介质层上。可选的，所述反射单元共形于所述介质层设置。可选的，所述辐射单元阵列设置于所述抛物柱面反射阵的焦点上进行偏置馈电；且所述抛物柱面反射阵的焦距大于所述相控阵天线的工作波长。可选的，所述辐射单元阵列的辐射方式包括：在所述平面反射阵天线等幅同相辐射将辐射单元辐射的波束形成口径处的等相位面。可选的，所述反射单元之间的中心距为：0.5λ＜S＜λ，其中，S为反射单元之间的中心距；λ为可重构平面反射阵天线的工作波长。可选的，所述反射单元的相位补偿值的计算公式包括：Φ＝k0(Rn-xnsinθr)+Φ0，其中，Φ为反射单元的相位补偿值；k0为自由空间的电磁波传播常数；Rn为辐射单元阵列的相位中心到第n个反射单元的距离xn为阵列中第n个反射单元到中心参考单元的距离；θr为反射电磁波相对于所述抛物柱面切线的反射角；Φ0为参考相位。可选的，所述反射单元为低剖面结构，且包括：相同尺寸不同旋转角度的反射单元、开口缝隙矩形开环反射单元、方形十字槽反射单元中的一种或组合。可选的，所述辐射单元包括：偶极子、微带贴片、耦合叠层贴片、矩形波导、圆形喇叭中的一种或组合。本专利技术的优点在于：应用本专利技术实施例，通过将反射单元设置于平面反射阵天线上，在需要发射或者接收主方向波束时，断开MEMS开关，在口径面处形成定向性较弱的波束，在需要发射或者接收特定方向的波束时，接通MEMS开关，可以使反射单元对波束进行相位补偿后实现口径处等相位辐射，相对于现有技术中的平面反射阵高增益天线，本专利技术实施例将两种功能的天线结合设计，可以针对不同通信应用场景实现多功能小型化综合通信系统，并为其前端提供复合特性的可重构高增益天线。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线中反射单元的分布示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线中相控阵天线的结构示意图图4为本专利技术实施例提供的一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线中MEMS开关断开时的工作原理示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线中MEMS开关接通时的工作原理示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1图1为本专利技术实施例提供的一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线3中反射单元2的分布示意图，如图1所示，所述天线包括：平面反射阵天线3和相控阵天线1，其中，相控阵天线1由64个圆形口径喇叭单元阵列设置组成。所述相控阵天线1的射频端由电源、T/R组件、波束形成模块6等模块构成，所述波束形成模块6与T/R组件的收发通道相连接，波束形成模块6内含数字移相器、数字衰减器、ASIC波控芯片，能够控制每个所述圆形口径喇叭单元5幅相值；所述圆形口径喇叭单元5与T/R组件、T/R组件和所述波束形成模块6都通过盲配方式连接。所述相控阵天线1具有固定的相位中心，其有源阵面整体口径较小，口径场相位偏差不大,可近似认为辐射单元口径有同相场。相控阵天线1的相位中心与所述平面反射阵天线3的焦点重合。所述圆形口径喇叭单元5工作在Ka频段，口径大小为D＝24mm，采用收发共口径的体制，极化方式为双圆极化，波束极化可定义。平面反射阵的焦距大于所述相控阵天线1的工作波长，例如可以为相控阵天线1的工作波长的100倍、500倍、1000、2000倍等。另外，为了降低加工成本和抑制所述相控阵天线1的辐射波栅瓣，阵面布局采用三角布阵。所述平面反射阵天线3包括：金属背板4和反射单元2，其中，若干个所述反射单元2均匀分布组成平面阵列，平面阵列设置于所述金属背板4朝向所述相控阵天线1的平面上其中，是具有不同尺寸大小的金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线，其特征在于，所述天线包括：平面反射阵天线和相控阵天线，其中，/n所述相控阵天线包括若干个阵列设置的辐射单元，且所述相控阵天线的相位中心与所述平面反射阵天线的焦点重合；/n所述平面反射阵天线包括：金属背板和反射单元，其中，若干个所述反射单元阵列设置于所述金属背板朝向所述相控阵天线的平面上；/n每一个反射单元均通过MEMS开关连接到天线控制器上以使天线控制器通过控制所述MEMS开关的通断进而控制反射单元是否接通，且所述反射单元对相控阵天线辐射的电磁信号进行相位补偿。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线，其特征在于，所述天线包括：平面反射阵天线和相控阵天线，其中，
所述相控阵天线包括若干个阵列设置的辐射单元，且所述相控阵天线的相位中心与所述平面反射阵天线的焦点重合；
所述平面反射阵天线包括：金属背板和反射单元，其中，若干个所述反射单元阵列设置于所述金属背板朝向所述相控阵天线的平面上；
每一个反射单元均通过MEMS开关连接到天线控制器上以使天线控制器通过控制所述MEMS开关的通断进而控制反射单元是否接通，且所述反射单元对相控阵天线辐射的电磁信号进行相位补偿。


2.根据权利要求1所述的一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线，其特征在于，所述平面反射阵天线上朝向所述相控阵天线的平面上还设有介质层；
所述反射单元固定在所述介质层上。


3.根据权利要求2所述的一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线，其特征在于，所述反射单元共形于所述介质层设置。


4.根据权利要求1所述的一种集成反射阵的可重构平面反射阵天线，其特征在于，所述辐射单元阵列设置于所述抛物柱面反射阵的焦点上进行偏置馈电；且所述抛物柱面反射阵的焦距大于所述相控阵天线的工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雨阳，汪伟，周骏，张正宇，郑生华，陈田，张世彬，彭立军，黄永华，李家干，刘晨晨，任伟龙，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34