[发明专利]一种应用于大倾斜角度入射的电抗加载曲折线圆极化栅

说明书

技术领域

本发明涉及一种曲折线圆极化栅。具体的说，涉及一种应用于大倾斜角度入射、圆极化纯度高、损耗小、加工精度容易保证和生成任意圆极化旋向波的圆极化栅。

背景技术

圆极化技术在卫星通讯中被广泛应用。线极化方式对天线要求较高，理想情况下当接收天线极化方向与信号极化方向一致时，接收信号能力最强，随着两者角度的偏差，接收能力逐步降为零。圆极化波就很好的克服了这个问题，只要接收天线的极化形式和信号极化形式相同，就能够很好的接收信号。因此在通讯系统中，普遍采用圆极化波传输信号。

天线形成圆极化波的形式主要有三种方法：第一种方法从天线本身的设计形式上，实现圆极化，如螺旋天线等；第二种方法从天线的馈电形式上实现圆极化波，两个正交线极化波经过移相叠加形成圆极化波；第三种方法是在线极化天线的辐射口面上安装一个圆极化栅，将线极化波转换成圆极化波。

第一种实现圆极化波的方式，受限于天线形式，这就限制了其应用范围；第二种方式适用于小型天线或小型阵列天线。如果阵列单元较多，馈电网络变得十分复杂；第三种方法特别适用于阵列单元较多的天线阵。曲折线圆极化栅是圆极化栅中常见的一种，由两层或多层镀有金属栅格的印制板组成，印制板中间用低损耗、介电常数小的泡沫支撑。近年来对圆极化栅的研究取得了很多成果，但是对于大倾斜角度入射实现圆极化的研究鲜有报道。尤其是对于大倾斜角入射仍有低轴比、损耗小的研究更是屈指可数，因此曲折线圆极化栅无法应用到相控阵天线中，尤其是具有大角度波束扫描的相控阵天线。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术曲折线圆极化栅仅适用于特定波束或小角度入射天线的这一瓶颈问题，提供了一种极化纯度高、极化损耗小、加工精度容易保证且适用于大倾斜角度入射的曲折线圆极化栅。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种应用于大倾斜角度入射的电抗加载曲折线圆极化栅,其结构从上到下依次为：第一层印制板(1)、上层泡沫间隔层(2)、第二层印制板(3)、下层泡沫间隔层(4)、第三层印制板(5)；其中，

第一层印制板(1)镀有按周期排布的第一金属栅格(11)和第一电抗走线(12)，所述第一层印制板(1)置于最上方；

第二层印制板(3)镀有第二金属栅格(31)，所述第二层印制板(3)置于所述上层泡沫间隔层(2)和所述下层泡沫间隔层(4)之间；

第三层印制板(5)镀有第三金属栅格(51)和第二电抗走线(52)，所述第三层印制板(5)置于所述下层泡沫间隔层(4)下方；

一线极化波以一定角度θ自上而下射入曲折线极化栅，角度θ可变，电场矢量方向与金属栅格呈45°夹角，在通过第一层印制板(1)、上层泡沫间隔层(2)、第二层印制板(3)、下层泡沫间隔层(4)、第三层印制板(5)后，线极化波可变成左旋或右旋圆极化波。

其中，所述第二层印制板(3)上的第二金属栅格(31)几何尺寸不同于所述第一层印制板(1)上的第一金属栅格(11)，所述第三层印制板(5)上的第三金属栅格(51)几何尺寸与所述第一层印制板(1)上的第一金属栅格(11)几何尺寸相同。

其中，所述第三层印制板(5)上的第二电抗走线(52)与所述第一层印制板(1)上的第一电抗走线(12)是不同的。

其中，所述第一层印制板(1)上的第一电抗走线(12)是水平电感型走线，所述第三层印制板(5)上的第二电抗走线(52)是垂直电容型走线。

其中，所述第一层印制板(1)、所述第二层印制板(3)与所述第三层印制板(5)厚度相同。

其中，所述上层泡沫间隔层(2)、所述下层泡沫间隔层(4)起固定支撑作用，其厚度相同。

其中，所述第一层印制板(1)上的第一电抗走线(12)、所述第三层印制板(5)上的第二电抗走线(52)分别与所述第一层印制板(1)上的第一金属栅格(11)、所述第三层印制板(5)上的第三金属栅格(51)镀层厚度相同。

其中，线极化波的入射角度θ的范围为-75°<θ<+75°。

其中，所述第一，第二，第三金属栅格为曲折线金属栅格。

其中，所述第一层印制板(1)、所述上层泡沫间隔层(2)、所述第二层印制板(3)、所述下层泡沫间隔层(4)和所述第三层印制板(5)为独立制作，之后进行压合和边框封装。