【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信用天线，尤其涉及一种覆盖18-40ghz的宽带多极化调制单元、反射阵列及反射阵天线结构。
技术介绍
1、诸如卫星和雷达这类远距离通信系统，大多要求天线具有更好的定向性和更高的增益，以满足远距离通信系统的链路预算。一直以来，大型相控阵天线和抛物面天线等高增益天线在通信系统中起着十分关键的作用。抛物面天线的方向性好、原理简单、增益高，但是它的体积太大、质量过重，并且需要安装机械伺服装置进行支撑，因此会加大天线加工制作及安装调试的难度；尽管相控阵天线具有宽角度、切换速度快的波束扫描功能，但是它的馈线网络比较复杂，导致它具有口径效率低、造价昂贵等缺点，从而限制了它在卫星通信及雷达通信等方面的应用。
2、为了克服相控阵天线和抛物面天线的上述缺点，同时又结合两者各自的优点，反射阵天线逐渐得到应用和发展。反射阵天线作为一种新型天线，主要由阵列平面及馈源组成，将馈源的相位中心放置于阵列平面的等效焦点处。通过调节反射阵面中的每个单元的反射相位，使得入射波在经过反射阵面之后形成所需的相位分布，从而实现天线的高增益辐射。
3、文献“a wideband reconfigurabledual-branch helical reflectarrayantenna for high-power microwave applications, ieee trans. antennas propag.,vol. 69, no. 2, pp. 825–833,2021.”报道了一种基于金属螺旋结构的反射阵面，并通过加载圆
4、通过调研，专利技术人发现现有技术中的反射阵天线存在以下几方面问题：
5、1、当前的技术中所采用的反射阵面大多采用微带板结构或者介质立体结构，纯金属的反射阵面较少，纯金属反射阵面的功率容量更大，在高功率微波传输应用过程中优势明显；
6、2、反射阵天线从极化的角度可分为线极化和圆极化等，现有技术的反射阵天线大多为单极化，即只能实现单纯的线极化辐射或只能实现单纯的圆极化辐射，能够同时实现多个极化辐射的反射阵天线很少；
7、3、现有技术的反射阵天线对馈源的依赖极高，例如馈源的极化形式直接影响到反射阵天线的极化形式；
8、4、现有技术的反射阵天线带宽较窄。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种能够合成任意极化的反射电磁波且带宽较宽的宽带多极化调制单元、反射阵列及反射阵天线结构。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种覆盖18-40ghz的宽带多极化调制单元，所述调制单元整体为金属材料，包括水平极化调制模块、垂直极化调制模块以及金属背板，所述水平极化调制模块沿所述金属背板的横向设置，所述垂直极化调制模块沿所述金属背板的纵向设置，所述调制单元用于对电磁波进行水平调制和垂直调制。
3、进一步的技术方案在于：所述水平极化调制模块包括沿所述金属背板的横向设置的第一弧形渐变金属结构以及第二弧形渐变金属结构，所述第一弧形渐变金属结构以及所述第二弧形渐变金属结构之间设置有水平极化调谐金属块，所述第一弧形渐变金属结构的左侧面以及第二弧形渐变金属结构的右侧面为竖直面，所述第一弧形渐变金属结构的上侧面和下侧面以及第二弧形渐变金属结构的上侧面和下侧面都为水平面，所述第一弧形渐变金属结构的右侧面以及第二弧形渐变金属结构的左侧面为弧形渐变面。
4、进一步的技术方案在于：所述水平极化调制模块的整体呈轴对称，采用机床加工工艺或3d打印工艺进行加工而成。
5、进一步的技术方案在于：所述垂直极化调制模块包括沿所述金属背板的纵向间隔设置的第三弧形渐变金属结构和第四弧形渐变金属结构；所述第三弧形渐变金属结构的右侧面为竖直面，与所述第一弧形渐变金属结构的左侧面直接接触；所述第四弧形渐变金属结构的左侧面为竖直面，与所述第二弧形渐变金属结构的右侧面直接接触；所述第三弧形渐变金属结构的上侧面和下侧面以及第四弧形渐变金属结构的上侧面和下侧面都为水平面；所述第三弧形渐变金属结构的前侧面和后侧面以及第四弧形渐变金属结构的前侧面和后侧面都为弧形渐变面；所述第三弧形渐变金属结构的前侧面和后侧面以及所述第四弧形渐变金属结构的前侧面和后侧面的金属背板上各设置有一个垂直极化调谐金属块。
6、进一步的技术方案在于：所述垂直极化调制模块的整体呈轴对称，采用机床加工工艺或3d打印工艺进行加工而成。
7、进一步的技术方案在于：水平极化调制模块、垂直极化调制模块以及金属背板通过挖空以及倒角处理，减少其重量和用料。
8、本专利技术还公开了一种覆盖18-40ghz的宽带多极化调制反射阵列，包括若干个所述多极化调制单元，所述调制单元呈矩阵状排列。
9、本专利技术还公开了一种覆盖18-40ghz的宽带圆极化反射阵天线结构，包括所述的反射阵列，还包括馈源天线，所述馈源天线位于所述反射阵列上方偏离法线的位置。
10、采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 本专利技术所述宽带多极化调制单元采用纯金属材质，功率容量大，在高功率微波传输应用过程中优势明显；通过挖空以及倒角处理，减少其重量和用料，有效缓解大规模组阵时重量较大的问题；
11、本专利技术所述宽带多极化调制单元采用矩形口径，易于组成不同规模的矩形或任意形状阵列；纯金属结构可采用机床加工或3d打印工艺进行加工，加工工艺成熟，可靠性高，应用范围广，不存在加工技术难题；所述极化调制单元包含水平极化调制模块和垂直极化调制模块，能够对水平极化和垂直极化进行独立调制，互不干扰；所述极化调制单元采用的渐变金属结构，能够有效提升带宽；所述反射阵天线可采用任意馈源，对馈源的依赖较低；提供的反射阵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种覆盖18-40GHz的宽带多极化调制单元，其特征在于：所述调制单元整体为金属材料，包括水平极化调制模块（1）、垂直极化调制模块（2）以及金属背板（3），所述水平极化调制模块（1）沿所述金属背板（3）的横向设置，所述垂直极化调制模块（2）沿所述金属背板（3）的纵向设置，所述调制单元用于对电磁波进行水平调制和垂直调制。
2.如权利要求1所述的覆盖18-40GHz的宽带多极化调制单元，其特征在于：所述水平极化调制模块（1）包括沿所述金属背板（3）的横向设置的第一弧形渐变金属结构（101）以及第二弧形渐变金属结构（102），所述第一弧形渐变金属结构（101）以及所述第二弧形渐变金属结构（102）之间设置有水平极化调谐金属块（103），所述第一弧形渐变金属结构（101）的左侧面以及第二弧形渐变金属结构（102）的右侧面为竖直面，所述第一弧形渐变金属结构（101）的上侧面和下侧面以及第二弧形渐变金属结构（102）的上侧面和下侧面都为水平面，所述第一弧形渐变金属结构（101）的右侧面以及第二弧形渐变金属结构（102）的左侧面为弧形渐变面。
3.如权利要求2所述的
4.如权利要求2所述的覆盖18-40GHz的宽带多极化调制单元，其特征在于：所述垂直极化调制模块（2）包括沿所述金属背板（3）的纵向间隔设置的第三弧形渐变金属结构（201）和第四弧形渐变金属结构（202）；所述第三弧形渐变金属结构（201）的右侧面为竖直面，与所述第一弧形渐变金属结构（101）的左侧面直接接触；所述第四弧形渐变金属结构（202）的左侧面为竖直面，与所述第二弧形渐变金属结构（102）的右侧面直接接触；所述第三弧形渐变金属结构（201）的上侧面和下侧面以及第四弧形渐变金属结构（202）的上侧面和下侧面都为水平面；所述第三弧形渐变金属结构（201）的前侧面和后侧面以及第四弧形渐变金属结构（202）的前侧面和后侧面都为弧形渐变面；所述第三弧形渐变金属结构（201）的前侧面和后侧面的金属背板（3）上以及所述第四弧形渐变金属结构（202）的前侧面和后侧面的金属背板（3）上各设置有一个垂直极化调谐金属块（203）。
5.如权利要求4所述的覆盖18-40GHz的宽带多极化调制单元，其特征在于：所述垂直极化调制模块（2）的整体呈轴对称，采用机床加工工艺或3D打印工艺进行加工而成。
6.如权利要求1所述的覆盖18-40GHz的宽带多极化调制单元，其特征在于：水平极化调制模块（1）、垂直极化调制模块（2）以及金属背板（3）通过挖空以及倒角处理，减少其重量和用料。
7.一种覆盖18-40GHz的宽带多极化调制反射阵列，其特征在于：包括若干个如权利要求1-6中任意一项所述多极化调制单元，所述调制单元呈矩阵状排列。
8.一种覆盖18-40GHz的宽带圆极化反射阵天线结构，其特征在于：包括如权利要求7所述的反射阵列（6），还包括馈源天线（7），所述馈源天线（7）位于所述反射阵列（6）上方偏离法线的位置。
9.如权利要求8所述的覆盖18-40GHz的宽带圆极化反射阵天线结构，其特征在于：所述反射阵列（6）包括256个所述多极化调制单元，形成16×16规模的阵列。
10.如权利要求8所述的覆盖18-40GHz的宽带圆极化反射阵天线结构，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种覆盖18-40ghz的宽带多极化调制单元，其特征在于：所述调制单元整体为金属材料，包括水平极化调制模块（1）、垂直极化调制模块（2）以及金属背板（3），所述水平极化调制模块（1）沿所述金属背板（3）的横向设置，所述垂直极化调制模块（2）沿所述金属背板（3）的纵向设置，所述调制单元用于对电磁波进行水平调制和垂直调制。
2.如权利要求1所述的覆盖18-40ghz的宽带多极化调制单元，其特征在于：所述水平极化调制模块（1）包括沿所述金属背板（3）的横向设置的第一弧形渐变金属结构（101）以及第二弧形渐变金属结构（102），所述第一弧形渐变金属结构（101）以及所述第二弧形渐变金属结构（102）之间设置有水平极化调谐金属块（103），所述第一弧形渐变金属结构（101）的左侧面以及第二弧形渐变金属结构（102）的右侧面为竖直面，所述第一弧形渐变金属结构（101）的上侧面和下侧面以及第二弧形渐变金属结构（102）的上侧面和下侧面都为水平面，所述第一弧形渐变金属结构（101）的右侧面以及第二弧形渐变金属结构（102）的左侧面为弧形渐变面。
3.如权利要求2所述的覆盖18-40ghz的宽带多极化调制单元，其特征在于：所述水平极化调制模块（1）的整体呈轴对称，采用机床加工工艺或3d打印工艺进行加工而成。
4.如权利要求2所述的覆盖18-40ghz的宽带多极化调制单元，其特征在于：所述垂直极化调制模块（2）包括沿所述金属背板（3）的纵向间隔设置的第三弧形渐变金属结构（201）和第四弧形渐变金属结构（202）；所述第三弧形渐变金属结构（201）的右侧面为竖直面，与所述第一弧形渐变金属结构（101）的左侧面直接接触；所述第四弧形渐变金属结构（20...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。