[实用新型]高增益极化变换天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高增益天线，尤其涉及一种极化可变换的高增益谐振天线。

背景技术

现代雷达、通信、电子侦察与对抗等领域的发展迫切要求天线极化态能根据瞬变的环境作出自适应变换，即需要变极化天线。其次在很多情形我们也需要改变电磁波的极化特性即极化变换，用以实现极化匹配、极化隔离等。通常的措施是在天线前方加载极化器，天线的辐射波束经极化器极化扭转再辐射。目前使用的极化器多通过加载铁氧体器件、波导极化变换器等三维结构来实现，同时也有如多层蛇形微带线等印刷型极化变换器，但上述极化变换器件都存在结构复杂，不便与天线集成。

发明内容

技术问题：本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，无需任何附加馈线网络，无需附加任何极化器即可实现中高增益，并在较宽频带上实现高增益极化变换天线。

技术方案：本实用新型的高增益极化变换天线，由馈源和谐振腔两部分组成，馈源位于谐振腔中，谐振腔的上部为上介质基板，下部为下介质基板，二者由紧固件连接固定，上介质基板与下介质基板之间设有间隙，在上介质基板的下表面设有矩形金属贴片阵列构成部分反射表面；在下介质基板的下表面设有接地板。

所述部分反射表面由矩形金属贴片阵列构成。

所述矩形金属贴片阵列，由矩形金属贴片分别沿矩形的长边和短边方向周期排列构成，且沿矩形的长边和短边方向的周期长度不等，短边方向的周期长度小于长边方向的周期长度。

所述馈源由半波振子或其变型结构构成。

所述馈源的极化方向与矩形金属贴片阵列的长边或短边成45度夹角。

所述接地板与部分反射表面之间的距离满足d＝(1/2+n)λ₀，n＝0，1，2...，的谐振条件，其中λ₀为中心频率电磁波的自由空间波长。

当馈源所辐射的电磁波的极化方向与矩形金属贴片的长边或短边成45度夹角时，通过选择矩形金属贴片合适的长宽比来调节部分反射表面的反射相位频响，即可实现将馈源辐射的线极化波变换为与之垂直的线极化波即‘线极化-正交线极化’的变换或将线极化波变换为圆极化波即‘线极化-圆极化’的变换，同时实现高增益。

所述馈源由半波振子或其变型结构构成。

有益效果：与已有的极化变换天线相比，本实用新型的高增益极化变换天线免除了传统极化变换天线中加载极化器的累赘，纵向尺寸小，结构更加简单；其次无需任何馈线网络，不需要采用阵列结构即可实现高增益。本实用新型通过接地板及与接地板平行的部分反射表面共同构成谐振腔，利用谐振特性使得不需采用阵列结构、不需复杂的馈线网络、在较小的纵向尺寸下、天线的增益即可得到显著的提高。由于馈源的极化方向与矩形金属贴片的长边或短边成45度夹角，即馈源辐射的电磁波总可分解为两个极化正交的电磁波，其方向分别平行于矩形金属贴片的长边与短边。由矩形金属贴片阵列构成的部分反射表面一方面与接地板一起构成谐振腔，另一方面，提供两极化正交的电磁波间合适的反射相位差。通过选择矩形金属贴片合适的长宽比来调节部分反射表面的反射相位频响，即可实现将馈源辐射的线极化波变换为与之垂直的线极化波即‘线极化-正交线极化’的变换或将线极化波变换为圆极化波即‘线极化-圆极化’的变换。

最后，在本实用新型的高增益极化变换天线中，当馈源的极化取向平行于贴片的长边或短边时，将不产生极化变换，即天线辐射的电磁波的极化方向与馈源的极化方向相同。因此可以根据实际应用中的要求，通过旋转馈源实现极化实时控制。

附图说明

图1是本实用新型提供的高增益极化变换天线的总体结构的侧视图；

图2是本实用新型的图1中部分反射表面的结构示意图。

以上的图中有：馈源1、谐振腔2、接地板21、下介质基板22、矩形金属贴片23、部分反射表面24、上介质基板25、间隙26、紧固件27。P_X为部分反射表面周期单元沿x方向的周期长度，P_y为部分反射表面周期单元沿y方向的周期长度。l_x为矩形金属贴片的长度，l_y为矩形金属贴片的宽度。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。