一种宽带高效率透射型极化转换器制造技术

本发明专利技术提供了一种宽带高效率透射型极化转换器，用于解决电调极化转换器结构复杂和损耗高的问题；在第一介质板(2)的上表面、第二介质板(4)的下表面和第四介质板(6)的下表面分别印制有由M

【技术实现步骤摘要】
一种宽带高效率透射型极化转换器


[0001]本专利技术涉及微波转换
，尤其涉及一种宽带高效率透射型极化转换器。

技术介绍

[0002]目前，在各种天线系统中，通常需要实现不同极化状态之间的转换，以获得诸如线极化、左旋或者右旋圆极化等极化状态的极化波。随着无线通信和卫星通信的发展，天线系统对于整个通信设备的重要性更加显著，具有低剖面，极化选择、转换，高增益以及足够的带宽等特性的天线也将成为通信系统发展的趋势和要求。
[0003]同时随着通信系统功能的增加，各种载体上需要搭载的天线数量也将越来越多，所负载的重量也随之增加，并且由于受搭载平台的空间限制，多个天线的安装将影响各个天线特性甚至整个系统的工作特性。在这样的背景与环境下，将极化转换器共形到天线系统中，可使天线系统具有极化可重构特性，可以减轻天线系统的重量，降低其复杂性，同时能提高天线系统的保密性。极化转换器对通信系统具有极其重要的意义。
[0004]极化转换器这一概念最早在1963年，由D.Lerner在“Awavepolarizationconverterforcircularpolarisation”文章提出。极化转换器主要关注高性能、低损耗、小尺寸、低成本和设计简单等几个方面的指标，其调控方式分为机械调控和电调控，现阶段使用的极化转换器的极化转换方式主要是通过是电调的方式实现的，该方式主要优点是：不需要转动极化转换器，仅通过引入偏置电路和集总元器件并对其进行调控，便可以实现极化转换。
[0005]但是电调极化转换器所引入控制电路和集总元器件，增加了极化转换器的复杂度和极化转换器的损耗，同时也增加了极化转换器的成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种基于多层频率选择表面的极化转换器，在确保高性能的同时，可解决电调极化转换器结构复杂、损耗及成本高的问题。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种宽带高效率透射型极化转换器，包括介质基板和周期单元，其特征在于：所述介质基板由第一介质板2、第二介质板4、第三介质板5和第四介质板6组成；所述周期单元包括切角型正方形贴片11和金属方环33；其中在第一介质板2的上表面、第二介质板4的下表面和第四介质板6的下表面分别印制有由M
×
N个切角型正方形贴片11组成的贴片阵1；第一介质板2下面和第三介质板5的下表面分别印制有由M
×
N个金属方环33组成的栅格阵3，该四层介质板2、4、5、6自上而下依次形成层叠结构，其中2≤M≤128，2≤N≤128。
[0009]优选地，所述第一介质板2、第二介质板4、第三介质板5和第四介质板6基板厚度t＝1mm～3mm，介电常数均介于2.1～10之间。
[0010]优选地，所述贴片阵1和栅格阵3行和列周期均为p，且p＝8mm～20mm；组成各层阵的周期单元对应的中心对齐，且对应边相互平行。
[0011]优选地，所述切角型正方形贴片(11)的边长b＝5mm～15mm，切角的边长c＝1.5mm～5mm。
[0012]优选地，所述金属方环33的外边长w＝8mm～20mm，内边长a＝6mm～16mm，其中w＝p>a>b。
[0013]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0014]1、本专利技术由于可以通过调整极化转换器与入射线极化波的极化方向夹角角度，即可实现出射波的线极化、左旋圆极化以及右旋圆极化特性的选择和转换，这样就避免了电调控极化转换器引入的偏置电路和集总器件所带来的复杂度、额外损耗以及额外成本的问题
[0015]2、本专利技术采用多层带通型频率选择表面，增加了频率选择表面的谐振频率范围，这使得频率选择表面的工作频带得到较大展宽，也使得极化转换器的工作频带得到较大展宽，且在工作频带内对入射电磁波能量所带来的损耗基本是由于介质板的介质损耗，没有其他损耗；相对于现有技术，在保证工作频带得到较大展宽的前提下，避免了额外的损耗。
[0016]3、本专利技术由于采用了中心对称的贴片阵和栅格阵相互嵌套的结构，有效提高了极化转换器的极化和角度稳定性，同时保证了入射波在沿极化转换器以一个较大的入射角度和垂直入射的情况下所得到的极化转换特性几乎一致，使极化转换器的角度稳定性得到增强。
[0017]4、本专利技术由于能根据实际需求通过调节周期单元的尺寸和周期单元间的周期，来改变极化转换器的工作频率，设计简单灵活，相对于通过电调控改变工作频率的方式，成本与复杂度均降低。
附图说明
[0018]下面结合附图和具体实施方法对本专利技术做进一步详细的说明。
[0019]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术中切角型正方形贴片的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术中金属方环的结构示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例1的仿真模型图；
[0023]图5为本专利技术实施例1在8.5GHz
‑
11GHz频带范围内的轴比
‑
频率仿真结果图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本专利技术作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非在限制本专利技术的保护范围。
[0026]需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]此外，还需要说明的是，在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]实施例1
[0029]参照图1，第一介质板2、第二介质板4、第三介质板5和第四介质板6均采用聚四氟乙烯材料，其相对介电常数εr＝2.6
±
0.05，介电损耗tanδ＝0.015，基板厚度t＝1.5mm；在第一介质板2的上表面、第二介质板4的下表面和第四介质板6的下表面分别印制有由8
×
8个切角型正方形贴片11组成的贴片阵1；第一介质板2下面和第三介质板5的下表面分别印制有由8
×
8个金属方环33组成的栅格阵3；所述第一介质板2、第二介质板4、第三介质板5和第四介质板6自上而下依次通过绝缘粘结材料热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带高效率透射型极化转换器，包括介质基板和周期单元，其特征在于：所述介质基板由第一介质板(2)、第二介质板(4)、第三介质板(5)和第四介质板(6)组成；所述周期单元包括切角型正方形贴片(11)和金属方环(33)；其中在第一介质板(2)的上表面、第二介质板(4)的下表面和第四介质板(6)的下表面分别印制有由M
×
N个切角型正方形贴片(11)组成的贴片阵(1)；第一介质板(2)下面和第三介质板(5)的下表面分别印制有由M
×
N个金属方环(33)组成的栅格阵(3)，该四层介质板(2、4、5、6)自上而下依次形成层叠结构，其中2≤M≤128，2≤N≤128。2.根据权利要求1所述宽带高效率透射型极化转换器，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖俊峰，孙永芹，邓海峰，黄诘，于仁清，赵贝贝，张炜麟，李启超，宦爱奇，张丹阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军九一二零六部队，
类型：发明
国别省市：