一种基于分形介质加载和超材料吸波结构的平面螺旋天线制造技术

本发明专利技术公开了一种基于分形介质加载和超材料吸波结构的平面螺旋天线，包括天线罩、分形介质加载结构、复合平面螺旋结构、超材料吸波结构、金属背腔和馈电结构。本发明专利技术通过采用混合螺旋线延长有限面积上的辐射螺旋线电尺寸并利用环形分形介质加载实现低频拓展。进一步，本发明专利技术通过嵌入电阻型频率选择表面的混合超材料吸波结构，强化吸收并调整背向反射相位，借助吸收和反射双重控制解决增益凹陷问题，使天线在频带内增益平坦。基于该技术可以使同等口径平面螺旋天线工作带宽从9个倍频程提高到12个倍频程以上。提高到12个倍频程以上。提高到12个倍频程以上。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分形介质加载和超材料吸波结构的平面螺旋天线


[0001]本专利技术属于天线
，具体涉及一种基于分形介质加载和超材料吸波结构的平面螺旋天线。

技术介绍

[0002]天线作为发射和接收信号的传感器，是无线电系统中的重要组成部分。在许多的应用领域，尤其是雷达探测系统、通信系统、电子对抗系统、精确制导等系统中，都要求天线在较宽的频带内工作，因此，超宽带技术一直是射频领域的研究热点。现阶段常见的超宽带天线主要有对数周期天线、加脊喇叭天线、Vivaldi天线、紧耦合天线、Eleven天线及螺旋天线等，但是前面的几类天线的体积较大、剖面高不易于加工和集成应用。相对而言，平面螺旋天线具有宽频带、圆极化、低剖面、易于加工等优点。平面螺旋天线属于超宽带天线类型，常见的平面螺旋天线有阿基米德螺旋天线、等角螺旋天线以及混合螺旋天线。由于自身的频率相似性，这种天线可以在很宽的范围内保持很好的圆极化特性。
[0003]射频系统的集成化和小型化的发展趋势对平面螺旋天线提出了严格甚至是苛刻的尺寸要求，天线口径小型化研究成为当前天线设计领域研究的热点问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分形介质加载和超材料吸波结构的平面螺旋天线，其特征在于，包括从上到下依次设置的分形介质加载结构、复合平面螺旋结构和超材料吸波结构，其中：所述分形介质加载结构为环状结构；所述复合平面螺旋结构包括介质基板和设置在所述介质基板上的平面螺旋天线辐射体，所述平面螺旋天线辐射体包括外圈部分和内圈部分，所述分形介质加载结构外侧的圆环部分设置在至少部分所述外圈部分之上，并且所述内圈部分位于所述分形介质加载结构的中空部分之下，且所述外圈部分对应的辐射段小于所述内圈部分，所述外圈部分包括正弦加载阿基米德螺旋线，所述内圈部分包括改进的阿基米德螺旋线，所述改进的阿基米德螺旋线构成的辐射体的部分线宽、占空比和单圈增幅不恒定。2.根据权利要求1所述的基于分形介质加载和超材料吸波结构的平面螺旋天线，其特征在于，所述分形介质加载结构的圆环部分由内侧向外侧设置多层直径依次减小的圆孔结构，每层圆孔结构包括多个直径相同的圆孔，且最内侧的圆孔结构为部分圆孔结构。3.根据权利要求1所述的基于分形介质加载和超材料吸波结构的平面螺旋天线，其特征在于，所述外圈部分包括第一外圈臂和第二外圈臂，所述内圈部分包括第一内圈臂和第二内圈臂，所述第一外圈臂和所述第一内圈臂组成第一螺旋臂，所述第二外圈臂和所述第二内圈臂组成第二螺旋臂，所述第一螺旋臂和所述第二螺旋臂的末端设有加载电阻，所述第一螺旋臂和所述第二螺旋臂相错180度进行螺旋设置。4.根据权利要求1或3所述的基于分形介质加载和超材料吸波结构的平面螺旋天线，其特征在于，所述改进的阿基米德螺旋线的外边缘的方程为：所述改进的阿基米德螺旋线的内边缘的方程为：其中，r1为所述改进的阿基米德螺旋线的外边缘，r1'为所述改进的阿基米德螺旋线的内边缘，W'为起始螺臂宽度，r0'为起始半径，α1为控制起始单圈增幅和占空比的系数，k1为控制单圈增幅总体变化的系数，k2为控制占空比总体变化的系数，θ为径向与极轴的夹角，n1和n2为控制单圈增幅和占空比变...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，许高敏，张博涵，马康涛，张卿池，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：