基于各向异性全息超表面的柱面共形圆极化涡旋波天线制造技术

本发明专利技术提出了一种基于全息超表面的圆极化涡旋合成波柱面共形天线，主要解决现有技术中非平面系统无法实现极化转化和涡旋波生成的问题。其包括辐射器和馈源，辐射器采用多个基于全息原理干涉图分布的各向异性阻抗表面单元组成的柱面结构；每个各向异性阻抗表面单元，包括介质板和印制在介质板的上、下表面的圆形H缝金属贴片和金属地板，每个圆形H缝金属贴片的半径和旋转角度均根据全息干涉图分布变化设置，使得所有各向异性阻抗表面单元形成带有涡旋样式的干涉条纹；馈源采用单极子馈源，并固定在辐射器的中心以产生表面波。本发明专利技术利用各向异性阻抗单元对表面波的调制能力，在柱面结构上实现圆极化涡旋合成波辐射，可用于非平面的柱面结构场景。于非平面的柱面结构场景。于非平面的柱面结构场景。

【技术实现步骤摘要】
基于各向异性全息超表面的柱面共形圆极化涡旋波天线


[0001]本专利技术属于天线
，特别涉及一种柱面共形圆极化涡旋波天线，可用于具有柱面结构载体平台的通讯系统。
技术背景
[0002]全息超表面具有剖面低，易共形，馈电网络简单，操控电磁波能力强的优点，目前全息超表面技术已经被广泛应用于通讯领域的接收或发射天线。
[0003]现有全息超表面天线实现了圆极化辐射和定向波束。例如，授权公告号为CN104733850A，名称为“基于全息调制的人工张量阻抗表面天线及其实现方法”的中国专利，公开了一种利用全息张量表面阻抗调制原理获得特定目标辐射场的人工阻抗表面，该方法通过设计张量全息超表面的干涉场分布，实现对源场表面波极化状态的转化。但是，该方法由于采用的超表面单元形式能够实现的阻抗调制范围较小，因而很难完成对源场幅相信息的完全调控以生成涡旋波。
[0004]现有研究中也有采用全息超表面天线共形于曲面结构上实现定向波束辐射。例如，2015年，张袁在名为“共形全息人工阻抗表面天线的研究”的硕士论文中，公开了一种基于锥形曲面结构产生固定笔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于各向异性全息超表面的柱面共形圆极化涡旋波天线，包括辐射器(1)和馈源(2)，其特征在于：所述辐射器(1)，采用由m
×
n个基于全息原理干涉图分布的各向异性阻抗表面单元(11)组成的柱面共形各向异性全息超表面结构，其中m≥50，n≥50；每个各向异性阻抗表面单元(11)，包括介质板(111)、圆形H缝金属贴片(112)和金属地板(113)，圆形H缝金属贴片(112)和金属地板(113)分别印制在介质板(111)的上、下表面；每个各向异性阻抗表面单元中的圆形H缝金属贴片(112)大小和方向不同，即每个圆形H缝金属贴片(112)的半径和旋转角度均根据全息干涉图分布变化设置，使得所有各向异性阻抗表面单元(11)形成带有涡旋样式的干涉条纹；所述馈源(2)，采用单极子馈源，且固定在辐射器(1)的正中心，其伸出辐射器(1)的长度T与馈源的工作频率相关，其产生的表面波被辐射器(1)调制成圆极化与涡旋波合成波辐射，3mm≤T≤10mm。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，圆形H缝金属贴片(112)位于介质板(111)的上表面中心法线上，两者的正中心重合，且圆形H缝金属贴片(112)以自身中心点为基准旋转角度θ
t
。3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：各向异性阻抗表面单元(11)基于全息原理干涉图分布，是按照如下矩阵进行：其中，Z表示各向异性全息超表面的阻抗分布，是一个反Hermit纯虚数二阶矩阵，j为虚数单位；Z
xx
、Z
yy
分别表示柱面共形各向异性全息超表面在x方向和y方向的阻抗分布，Z
xy
和Z
yx

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锐，王建，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：