一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线制造技术

本发明专利技术公开了一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线，涉及微波通信技术领域。与传统高功率容量天线相比，该天线采用频带大小不同且交错排布的椭圆贴片作为辐射贴片，克服了传统高功率容量天线带宽窄导致口径利用率低的限制，其可以在双频带内实现高功率容量微波的辐射，反射阵列的布阵灵活且易于共形，摆脱了由于插入损耗而造成天线效率的限制，其效率更高；与已有双频带贴片反射阵列天线相比，该天线采用椭圆贴片天线单元作为辐射单元，避免了贴片开槽、缝的突变形结构引起的场强集中，同时，将辐射贴片埋设于介质板内的同一介质层，提升了反射阵列天线的功率容量。

A high power dual band elliptical patch reflector array antenna

【技术实现步骤摘要】
一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线
本专利技术涉及微波通信
，具体而言，涉及一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线。
技术介绍
高功率容量微波天线的作用是将高功率微波源输出的能量定相地辐射到自由空间，是高功率微波系统的关键组成部分。随着高功率微波技术的发展与应用，高功率容量阵列天线得到了广泛的研究，总的来说，这些研究主要致力于提高天线工作频率[C.-W.Yuan,S.-R.Peng,T.Shu,Z.-Q.Li,andH.Wang,"DesignsandExperimentsofaNovelRadialLineSlotAntennaforHighpowerMicrowaveApplication,"IEEETrans.AntennasPropag.,vol.61,no.10,pp.4940-4946,2013.]、改善天线功率容量[Y.Liang,J.Zhang,Q.Liu,andX.Li,"HighpowerDual-BranchHelicalAntenna,"IEEEAntennasWirelessPropag.Lett.,vol.17,no.3,pp.472-475,2018.]、实现波束扫描[L.Guo,W.Huang,C.Chang,J.Li,Y.Liu,andR.Meng,"StudiesofaLeaky-WavePhasedArrayAntennaforHighpowerMicrowaveApplications,"IEEETrans.PlasmaSci.,vol.44,no.10,pp.2366-2375,2016.]，这些技术提升了高功率容量天线的性能，但是它们的可用带宽通常比较窄，导致它们的口径利用率较低。将双频或多频带技术引入高功率微波领域，是提升高功率容量天线口径利用率的手段之一。贴片反射阵列天线结合了抛物面天线和相控阵天线的优点，具有重量轻、布阵灵活且易于共形、能够实现双/多频带的特点。单层双频带贴片反射阵列天线由于具有加工成本低、能避免双层单元间的遮挡损耗的优势被广泛研究。其中，比较有代表性的单层双频天线有：分别旋转内外环实现高低频相位调整的开缝双环天线[T.Smith,U.Gothelf,O.S.Kim,andO.Breinbjerg,"Design,Manufacturing,andTestingofa20/30-GHzDual-BandCircularlyPolarizedReflectarrayAntenna,"IEEEAntennasWirelessPropag.Lett.,vol.12,pp.1480-1483,2013.]、改变矩形边长进行调相的矩形环加开缝矩形贴片天线[Z.Hamzavi-ZarghaniandZ.Atlasbaf,"ANewBroadBandSingle-LayerDual-BandReflectarrayAntennainX-andKu-Bands,"IEEEAntennasWirelessPropag.Lett.,vol.14,pp.602-605,2015.]、调整相位延迟线长度实现高低频调相的开缝圆贴片加双相位延迟线天线[R.S.MalfajaniandZ.Atlasbaf,"DesignandImplementationofaDual-BandSingleLayerReflectarrayinXandKBands,"IEEETrans.AntennasPropag.,4425-4431,2014.]，这些天线均实现了双频带的定向辐射，但是，由于采用突变形贴片结构，易引起局部场强集中，导致天线的功率容量较低，限制了双频带贴片天线在高功率容量微波领域的应用。随着高功率微波技术的深入发展，对具有高口径利用率的双频带高功率容量微波天线的需求越来越迫切。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线，其能够缓解上述问题。为了缓解上述的问题，本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提供了一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线，其包括馈源和双频带贴片反射阵列，所述双频带贴片反射阵列包括介质板及若干辐射贴片，所述介质板设置有反射面；所述辐射贴片为椭圆贴片，且包括C频带辐射贴片和X频带辐射贴片，各辐射贴片埋设于所述介质板内的同一介质层，所述C频带辐射贴片和X频带辐射贴片交错排列。本技术方案的技术效果是：与传统高功率容量天线相比，采用频带大小不同且交错排布的椭圆贴片作为辐射贴片，克服了传统高功率容量天线带宽窄导致口径利用率低的限制，其可以在双频带内实现高功率容量微波的辐射，反射阵列的布阵灵活且易于共形，摆脱了由于插入损耗而造成天线效率的限制，其效率更高；与已有双频带贴片反射阵列天线相比，采用椭圆贴片天线单元作为辐射单元，避免了贴片开槽、缝的突变形结构引起的场强集中，同时，将辐射贴片埋设于介质板内的同一介质层，提升了反射阵列天线的功率容量。可选地，所述C频带辐射贴片的长轴为17.6mm，短轴为16.2mm；所述X频带辐射贴片的长轴为11.14mm，短轴为10.5mm。可选地，所述介质板由上层介质板和下层介质板重叠而成，所述辐射贴片位于所述上层介质板和下层介质板之间。本技术方案的技术效果是：便于埋设辐射贴片，简化加工工艺。可选地，所述介质板的介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009；所述上层介质板的厚度为1.575mm，所述下层介质板的厚度为0.787mm；相邻C频带辐射贴片和X频带辐射贴片之间的距离为23mm。具体地，所述辐射贴片采用蚀刻方法加工于所述介质板内，并在加工过程中，旋转辐射贴片的摆放角度，以实现反射波相位的调节。本技术方案的技术效果是：容易实现高低频贴片独立的相位调整。具体地，所述馈源和所述辐射贴片均为金属体。更具体地，所述馈源为置于所述双频带贴片反射阵列上方并可辐射圆极化波的天线。更具体地，所述馈源为一个高、低频带共用的天线，或者为两个分别工作在高、低频带的天线。更具体地，所述馈源的天线波束为笔形波束或赋形波束，馈电方式为正馈或偏馈。更具体地，所述反射面为金属面。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本专利技术实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是实施例中高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线的结构示意图；图2是实施例中天线单元的正视结构示意图；图3是实施例中天线单元的俯视结构示意图；图4是实施例中天线单元的数值模拟结果图；图5是实施例中高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线的数值模拟结果图；图中：1-馈源，2-双频带贴片反射阵列，3a-C频带辐射贴片，3b-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线，其特征在于，包括馈源和双频带贴片反射阵列，所述双频带贴片反射阵列包括介质板及若干辐射贴片，所述介质板设置有反射面；所述辐射贴片为椭圆贴片，且包括C频带辐射贴片和X频带辐射贴片，各辐射贴片埋设于所述介质板内的同一介质层，所述C频带辐射贴片和X频带辐射贴片交错排列。/n

【技术特征摘要】
1.一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线，其特征在于，包括馈源和双频带贴片反射阵列，所述双频带贴片反射阵列包括介质板及若干辐射贴片，所述介质板设置有反射面；所述辐射贴片为椭圆贴片，且包括C频带辐射贴片和X频带辐射贴片，各辐射贴片埋设于所述介质板内的同一介质层，所述C频带辐射贴片和X频带辐射贴片交错排列。


2.根据权利要求1所述的高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线，其特征在于，所述C频带辐射贴片的长轴为17.6mm，短轴为16.2mm；所述X频带辐射贴片的长轴为11.14mm，短轴为10.5mm。


3.根据权利要求2所述的高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线，其特征在于，所述介质板由上层介质板和下层介质板重叠而成，所述辐射贴片位于所述上层介质板和下层介质板之间。


4.根据权利要求3所述的高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线，其特征在于，所述介质板的介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009；所述上层介质板的厚度为1.575mm，所述下层介质板的厚度为0.787mm；相邻C频带辐射贴片和X频带辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相强，孔歌星，陈旭坤，张健穹，王庆峰，
申请(专利权)人：西南交通大学，中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51