一种反射式面天线制造技术

本发明专利技术公开了一种反射式面天线，包括反射面、反射阵、馈源和副反射面；所述反射面为底部剖平的圆弧形天线，反射面底部剖平，并在剖平处设有反射阵，反射阵的中心，即反射面的中心开口处设有馈源，馈源的正上方设置副反射面；所述馈源用于辐射电磁波能量，通过副反射面将电磁波能量反射至反射面和反射阵上，反射阵上的反射阵单元进行相位补偿后，实现反射面、反射阵同时工作以达到高增益目的。本发明专利技术结合了反射面天线和反射阵天线二者的优点，实现了现有反射式面天线的小型化，极大降低了反射式面天线的剖面高度。天线的剖面高度。天线的剖面高度。

【技术实现步骤摘要】
一种反射式面天线


[0001]本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种反射式面天线。

技术介绍

[0002]天线是微波点对点中继通信系统，卫星通信系统等的关键部件。天线系统的小型化是天线设计领域的热点和难点之一，尤其是在天线小型化的情况下不损失天线性能。传统反射面天线是由反射面和馈源组成，反射阵天线则是由反射阵和馈源组成，两者区别主要是反射面天线的反射面是类抛物面、双曲面状曲面，反射阵天线的反射阵则是平板状。目前这两种天线形式剖面高度都比较高，其应成于通信系统中时会将通信系统的整体剖面增加。高的剖面使用这类天线通信系统将无法在某些场景应用。

技术实现思路

[0003]技术目的：针对现有技术中反射面天线剖面较高的缺陷，本专利技术公开了一种反射式面天线，结合了反射面天线和反射阵天线，实现了现有反射式面天线的小型化，极大降低了反射式面天线的剖面高度。
[0004]技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0005]一种反射式面天线，其特征在于：包括反射面、反射阵、馈源和副反射面；所述反射面为底部剖平的圆弧形天线，反射面底部剖平，并在剖平处设有反射阵；反射阵的中心，即反射面的中心开口处设有馈源，馈源的正上方设置副反射面；所述馈源用于辐射电磁波能量，通过副反射面将电磁波能量反射至反射面和反射阵上，反射阵上的反射阵单元进行相位补偿后，实现反射面、反射阵同时工作。
[0006]优选地，所述反射阵包括若干反射阵单元，反射阵单元采用正方形的双层贴片结构。
[0007]优选地，所述反射阵单元包括上层贴片、下层贴片和介质，所述反射底板上设有介质，所述介质为底部镂空的一层台阶式框架，介质的顶端设有上层贴片，介质的底部镂空处、与反射底板相对处设有下层贴片。
[0008]优选地，所述介质的上层形状为棱台，下层为底部镂空的立方体，介质的底面尺寸与反射阵单元的尺寸相同，介质的上层棱台用于承托上层贴片，棱台上表面尺寸与上层贴片尺寸相同，棱台下表面的尺寸大于或等于上层贴片尺寸。
[0009]优选地，所述上层贴片、下层贴片均为正方形，且均采用金属材料，所述介质采用非金属材料；所述反射面、上层贴片、下层贴片和反射底板采用金属材料或者表面金属化的非金属材料。
[0010]优选地，反射阵单元的相位补偿值计算公式为：Φn＝Φ0
‑
π
‑
k0 * Rn +2mπ+Wn其中，Φn为第n个反射阵单元的相位补偿值，Φ0为反射面边缘的反射相位信息；k0为空气中电磁波波数，Rn为馈源相心和第n个反射阵单元中心的距离，为定值；m为整数；
Wn为第n个反射阵单元上添加的噪声相位。
[0011]优选地，所述Rn的计算公式为：Rn=（ρn2+Hn2）
0.5
其中，ρn为第n个反射阵单元中心和反射面中心距离，Hn为馈源相心和反射阵的距离。
[0012]优选地，根据反射阵单元的相位补偿值计算反射阵单元中下层贴片的周长，其计算过程为：L= f(Φ)其中，L为反射阵单元下层贴片的尺寸，f(Φ)为拟合的非线性相位尺寸曲线，Φ为反射阵单元的相位补偿值，所述非线性相位尺寸曲线是对反射阵进行仿真设计，通过仿真控制反射阵的相位频响曲线接近于金属空气界面，得到反射阵单元的相位尺寸曲线，即相位补偿值与下层贴片边长曲线，根据每个反射阵单元所需的补偿相位值确定该单元内下层贴片的边长大小。
[0013]优选地，所述反射阵单元按照矩形栅格分布或三角形栅格分布在馈源周围。
[0014]优选地，所述反射阵照射角范围为[0，a]，反射面照射角为a至反射面边缘，其中45
°
≤a≤60
°
，即在反射面底部上，位于馈源顶点向反射面方向的射线与竖直方向45
°‑
60
°
范围内剖平，设有反射阵。
[0015]有益效果：本专利技术结合了反射面天线和反射阵天线，实现了现有反射式面天线的小型化，极大降低了反射式面天线的剖面高度。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的总结构剖面示意图；图2为本专利技术的反射阵单元结构立体图；图3为本专利技术的反射阵单元结构剖视图；图4为本专利技术的反射面天线立体图；图5为本专利技术一个实施例的天线S11仿真曲线图；图6为本专利技术一个实施例的天线仿真增益曲线图；图7为本专利技术一个实施例的天线仿真11. 5Ghz通信时的E面方向图；图8为本专利技术一个实施例的天线仿真11.5Ghz通信时的H面方向图；图9为本专利技术一个实施例的天线仿真12.5Ghz通信时的E面方向图；图10为本专利技术一个实施例的天线仿真12.5Ghz通信时的H面方向图；图11为本专利技术一个实施例的天线仿真13.625Ghz通信时的E面方向图；图12为本专利技术一个实施例的天线仿真13.625Ghz通信时的H面方向图；图13为本专利技术一个实施例的反射阵单元矩形栅格分布示意图；图14为本专利技术一个实施例的反射阵单元三角栅格分布示意图；图15为本专利技术的反射面天线中上层贴片示意图；图16为本专利技术一个实施例的反射阵单元相位值与下层贴片边长关系示意图；其中，1为反射面，2为反射阵， 221为上层贴片，222为下层贴片，223为介质，224为反射底板；3为馈源，4为副反射面。
具体实施方式
[0017]以下结合附图和实施例对本专利技术的一种反射式面天线做进一步的说明和解释。本专利技术中利用反射面在大入射角情况下良好的相位特性和反射阵单元只能在小角度斜入射才能良好工作的特点，设计得到本专利技术的低剖面的反射式面天线。
[0018]如附图1和附图4所示，一种反射式面天线，包括反射面1、反射阵2、馈源3和副反射面4；所述反射面1为底部剖平的圆弧形天线，反射面1底部剖平，并在剖平处设有反射阵2，反射阵2的中心，即反射面1的中心开口处设有馈源3，馈源3的正上方设置副反射面4；所述馈源3用于辐射电磁波能量，通过副反射面4将电磁波能量反射至反射面1和反射阵2上，反射阵上的反射阵单元进行相位补偿后，实现反射面1、反射阵2同时工作，即实现反射面1、反射阵2同时工作；通过反射面1和反射阵2对经由副反射面反射的能量进行相位补偿以达成高增益、高效率的特性。反射面1为金属或者表面金属化的非金属。本专利技术结合了反射面天线和反射阵天线二者的优点，实现了现有反射式面天线的小型化，极大降低了反射式面天线的剖面高度。
[0019]本专利技术相对于传统反射面天线具有低剖面高度，相对于反射阵天线具有较宽的带宽。本专利技术的反射式面天线在11.625GHz
‑
13.625GHz频率范围内口径效率可以达到60%以上，反射式面天线60%以上口径效率带宽在15.84%以上，远远高于反射阵天线。
[0020]如附图2和附图3所示，反射阵包括若干反射阵单元，反射阵单元采用正方形的双层贴片结构，并将附着在镂空介质上面，通过这种设计使反射阵单元的相位频响曲线更接近于金属空气界面，以此提高天线的整体带宽。
[0021]反射阵单元包括上层贴片221、下层贴片222、介质223本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反射式面天线，其特征在于：包括反射面（1）、反射阵（2）、馈源（3）和副反射面（4）；所述反射面（1）为底部剖平的圆弧形天线，反射面（1）底部剖平，并在剖平处设有反射阵（2）；反射阵（2）的中心，即反射面（1）的中心开口处设有馈源（3），馈源（3）的正上方设置副反射面（4）；所述馈源（3）用于辐射电磁波能量，通过副反射面（4）将电磁波能量反射至反射面（1）和反射阵（2）上，反射阵上的反射阵单元进行相位补偿后，实现反射面（1）、反射阵（2）同时工作。2.根据权利要求1所述的一种反射式面天线，其特征在于：所述反射阵包括若干反射阵单元，反射阵单元采用正方形的双层贴片结构。3.根据权利要求2所述的一种反射式面天线，其特征在于：所述反射阵单元包括上层贴片（221）、下层贴片（222）、介质（223）和反射底板（224），所述反射底板（224）上设有介质（223），所述介质（223）为底部镂空的一层台阶式框架，介质（223）的顶端设有上层贴片（221），介质（223）的底部镂空处、与反射底板（224）相对处设有下层贴片（222）。4.根据权利要求3所述的一种反射式面天线，其特征在于：所述介质（223）的上层形状为棱台，下层为底部镂空的立方体，介质（223）的底面尺寸与反射阵单元的尺寸相同，介质（223）的上层棱台用于承托上层贴片（221），棱台上表面尺寸与上层贴片（221）尺寸相同，棱台下表面的尺寸大于或等于上层贴片（221）尺寸。5.根据权利要求3所述的一种反射式面天线，其特征在于：所述上层贴片（221）、下层贴片（222）均为正方形，且均采用金属材料，所述介质（223）采用非金属材料；所述反射面（1）、反射阵上层贴片（221）、反射阵下层贴片（222）和反射底板（224）采用金属材料或者表面金属化的非金属材料。6.根据权利要求1所述的一种反射式面天...

【专利技术属性】
技术研发人员：于瑞涛，吴知航，
申请(专利权)人：南京星航通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：