圆极化折叠卡塞格伦天线制造技术

本申请提供一种圆极化折叠卡塞格伦天线，涉及天线技术领域，圆极化折叠卡塞格伦天线包括：旋向选择聚焦超表面、天线层和极化翻转超表面，所述天线层位于所述旋向选择聚焦超表面和极化翻转超表面之间；所述天线层用于辐射出右旋圆极化电磁波和左旋圆极化电磁波；所述极化翻转超表面用于对所述右旋圆极化电磁波和所述左旋圆极化电磁波的旋向进行翻转；所述旋向选择聚焦超表面用于对所述右旋圆极化电磁波全反射、对所述左旋圆极化电磁波进行全透射，以及对所述左旋圆极化电磁波进行聚焦；其中，所述旋向选择聚焦超表面设置有根据相位补偿法排布的多个超表面单元，每一所述超表面单元具有三层结构。元具有三层结构。元具有三层结构。

【技术实现步骤摘要】
圆极化折叠卡塞格伦天线


[0001]本申请涉及天线
，尤其涉及一种圆极化折叠卡塞格伦天线。

技术介绍

[0002]雷达天线系统在军用航空逐步扩展到包括航海、航天、地质探测、太空探测、通讯等多个领域有着广泛的应用。
[0003]反射面天线作为最常用的一种雷达天线，具有相对简单的机械结构，其重量相比于其他喇叭天线要轻，具有良好的电性能，并且反射面天线的增益大，口径效率高，没有色差。但是，传统的反射面天线存在焦径比比较大，所占物理空间比较大的缺点，制约着反射面天线的进一步发展应用。为了克服焦径比，物理空间大的问题，提出了折叠卡塞格伦天线，但是现在存在的折叠卡塞格伦反射面天线一般都是针对于线极化的，即使存在一部分圆极化折叠卡塞格伦天线，但是无论是现有的线极化卡塞格伦天线还是圆极化卡塞格伦天线，其辐射极化旋向与激励源旋向都无法保持一致。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提出一种圆极化折叠卡塞格伦天线，本申请能够针对性的解决现有的问题。
[0005]基于上述目的，第一方面，本申请提出了一种圆极化折叠卡塞格伦天线，圆极化折叠卡塞格伦天线包括：旋向选择聚焦超表面、天线层和极化翻转超表面，所述天线层位于所述旋向选择聚焦超表面和极化翻转超表面之间；天线层用于辐射出右旋圆极化电磁波和左旋圆极化电磁波；所述极化翻转超表面用于对所述右旋圆极化电磁波和所述左旋圆极化电磁波的旋向进行翻转；所述旋向选择聚焦超表面用于对所述右旋圆极化电磁波全反射、对所述左旋圆极化电磁波进行全透射，以及对所述左旋圆极化电磁波进行聚焦；其中，所述旋向选择聚焦超表面设置有根据相位补偿法排布的多个超表面单元，每一所述超表面单元具有三层结构。
[0006]可选地，所述超表面单元的三层结构包括在第一方向上依次设置的第一贴片、中间反射层和第二贴片，所述第一贴片、中间反射层和第二贴片均为金属层；所述第一贴片与所述中间反射层之间、所述中间反射层与所述第二贴片之间均设置有介质板，所述中间反射层的中心设置有连接轴，所述连接轴贯穿所述介质板，所述连接轴的两端分别连接所述第一贴片和所述第二贴片，且所述连接轴与所述第一贴片和第二贴片的连接点位于所述第一贴片和第二贴片的非中心位置。
[0007]可选地，所述第一贴片和所述第二贴片可相对于所述连接轴独立旋转。
[0008]可选地，所述第一贴片和第二贴片为具有开口的圆形金属片，所述中间反射层为方形金属片，所述中间反射层的边长大于所述第一贴片和第二贴片的直径。
[0009]可选地，所述第一贴片和第二贴片的大小相同，且所述第一贴片和第二贴片的开口包括对称设置的第一开口和第三开口，以及对称设置的第二开口和第四开口；其中，第一
开口和第三开口的开口深度相同，第二开口和第四开口的开口深度相同，且第一开口和第三开口的开口深度大于所述第二开口和第四开口的开口深度。
[0010]可选地，所述旋向选择聚焦超表面设置有根据相位补偿法排布的多个超表面单元，包括：根据相位补偿公式计算出所述旋向选择聚焦超表面不同位置处需要的补偿相位；在所述旋向选择聚焦超表面的每一位置放置与该位置所需要的补偿相位相同的超表面单元。
[0011]可选地，所述天线层包括：圆极化初始激励天线和与所述圆极化初始激励天线对应的阻抗匹配层；所述圆极化初始激励天线包括环形微带线和与所述环形微带线相连的四个天线贴片；所述阻抗匹配层包括与所述四个天线贴片一一对应的四个阻抗阵列。
[0012]可选地，所述旋向选择聚焦超表面和所述极化翻转超表面的距离根据所述右旋圆极化电磁波或左旋圆极化电磁波的辐射角度得到。
[0013]总的来说，本申请的优势及给用户带来的体验在于：
[0014]本实施例提供的一种圆极化折叠卡塞格伦天线包括旋向选择聚焦超表面、天线层和极化翻转超表面，天线层位于所述旋向选择聚焦超表面和极化翻转超表面之间；天线层用于辐射出右旋圆极化电磁波和左旋圆极化电磁波；极化翻转超表面用于对所述右旋圆极化电磁波和左旋圆极化电磁波的旋向进行翻转；旋向选择聚焦超表面用于对所述右旋圆极化电磁波全反射、对左旋圆极化电磁波进行全透射，以及对左旋圆极化电磁波进行聚焦；其中，旋向选择聚焦超表面设置有根据相位补偿法排布的多个超表面单元，每一超表面单元具有三层结构，可以实现对激励源的透反射调节，对左旋圆极化电磁波进行聚焦，增大天线的等效口径，实现天线的高增益，并且保持辐射极化旋向与激励源旋向保持一致。
附图说明
[0015]在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
[0016]图1示出本申请的圆极化折叠卡塞格伦天线的结构示意图；
[0017]图2示出根据本申请实施例的旋向选择聚焦超表面的超表面单元结构示意图；
[0018]图3示出根据本申请实施例的天线层的结构示意图；
[0019]图4示出根据本申请实施例的圆极化旋向保持的折叠卡塞格伦天线原理示意图；
[0020]图5示出了本申请实施例的补偿相位分布以及旋向选择聚焦超表面实际结构示意图；
[0021]图6为本专利技术实施例提供的天线S参数曲线、驻波比曲线以及辐射方向图曲线；
[0022]图7为本专利技术实施例提供的旋向选择聚焦超表面单元结构的S参数曲线以及相位曲线；
[0023]图8为本专利技术实施例提供的圆极化旋向保持的折叠卡塞格伦天线S参数曲线、驻波比曲线以及辐射方向图曲线。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描
述的具体实施例仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0026]图1示出本申请的一种圆极化折叠卡塞格伦天线的结构示意图。
[0027]参考图1，圆极化折叠卡塞格伦天线包括：旋向选择聚焦超表面101、天线层102和极化翻转超表面103，天线层102位于旋向选择聚焦超表面101和极化翻转超表面103之间，天线层102用于辐射出右旋圆极化电磁波和左旋圆极化电磁波，极化翻转超表面103用于对右旋圆极化电磁波和左旋圆极化电磁波的旋向进行翻转。旋向选择聚焦超表面101用于对右旋圆极化电磁波全反射、对左旋圆极化电磁波进行全透射，从而实现对激励源的透反射调节，增大天线的等效口径，实现天线的高增益，并且保持辐射极化旋向与激励源旋向保持一致。且旋向选择聚焦超表面101还可以对左旋圆极化电磁波进行聚焦。
[0028]本实施例中，参考图2，旋向选择聚焦超表面101设置有根据相位补偿法排布的多个超表面单元200，每一超表面单元200具有三层结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆极化折叠卡塞格伦天线，其特征在于，所述圆极化折叠卡塞格伦天线包括：旋向选择聚焦超表面、天线层和极化翻转超表面，所述天线层位于所述旋向选择聚焦超表面和极化翻转超表面之间；所述天线层用于辐射出右旋圆极化电磁波和左旋圆极化电磁波；所述极化翻转超表面用于对所述右旋圆极化电磁波和所述左旋圆极化电磁波的旋向进行翻转；所述旋向选择聚焦超表面用于对所述右旋圆极化电磁波全反射、对所述左旋圆极化电磁波进行全透射，以及对所述左旋圆极化电磁波进行聚焦；其中，所述旋向选择聚焦超表面设置有根据相位补偿法排布的多个超表面单元，每一所述超表面单元具有三层结构。2.根据权利要求1所述的圆极化折叠卡塞格伦天线，其特征在于，所述超表面单元的三层结构包括在第一方向上依次设置的第一贴片、中间反射层和第二贴片，所述第一贴片、中间反射层和第二贴片均为金属层；所述第一贴片与所述中间反射层之间、所述中间反射层与所述第二贴片之间均设置有介质板，所述中间反射层的中心设置有连接轴，所述连接轴贯穿所述介质板，所述连接轴的两端分别连接所述第一贴片和所述第二贴片，且所述连接轴与所述第一贴片和第二贴片的连接点位于所述第一贴片和第二贴片的非中心位置。3.根据权利要求2所述的圆极化折叠卡塞格伦天线，其特征在于，所述第一贴片和所述第二贴片可相对于所述连接轴独立旋转。4.根据权利要求2所述的圆极化折叠卡塞格伦天线，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：景利乔，廖大双，王作佳，陈红胜，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：