[发明专利]一种电磁波极化可重构天线罩

说明书

本发明公开了一种电磁波极化可重构天线罩，由若干个单元结构沿着正交方向规则排列而成，每个单元结构由正面金属层、第一介质板、中间金属层、第二介质板和背面金属层依次层压而成；正面金属层位于单元结构的正面，其形状为正方形，其上开有1个L形缝和1个金属化通孔，第一介质板的一条边沿上设有金属横条，正面金属层的一端点通过一带有夹缝的金属条与第一介质板边沿上的金属横条连接，该金属条的夹缝中设置电感，背面金属层位于单元结构的背面，单元结构的背面结构与前述单元结构的正面结构镜像对称设置，正面金属层上的金属化通孔与背面金属层上的金属化通孔之间通过金属丝连接。本发明能够方便地实现线极化‑左右圆极化‑线极化的转化。

技术领域

本发明属于电磁技术领域，特别涉及了一种电磁波极化可重构天线罩。

背景技术

电磁波极化是电磁波的重要特征，用电磁波传输时电场矢量的振荡行为来描述。当电磁波沿着波矢的方向向前传播时，随着时间的变化，电场矢量的末端所走过的轨迹为直线、圆和椭圆时，其对应的极化状态分别为线极化、圆极化和椭圆极化。在实际应用中，经常对电磁波的极化特征进行检测和改变其极化状态。在雷达目标识别、通信、航空航天、电磁对抗等领域，电磁波的传播以及信号的接收性能均与波的极化形式有关。极化技术作为一项重要的干扰、抗干扰技术也成为了军事科研领域的一个研究热点。

随着无线通信技术的迅速发展，对各种类型天线的需求也与日俱增。圆极化天线由于其特殊的传播特性，在雷达、卫星通信和移动通信领域得到了广泛的应用。圆极化电磁波分为左旋圆极化波和右旋圆极化波。天线辐射的是左旋圆极化波，则只能接受左旋圆极化波而不能接受右旋圆极化波。反之，若天线辐射右旋圆极化波，则只能接受右旋圆极化波而不能接受左旋圆极化波，随着高频卫星通信系统、雷达、无线通信系统，尤其是全球3G和4G网络建设的飞速发展，对天线的要求也越来越高，一方面天线具有多种工作模式并具有良好的传输性能；另一方面，又要减轻天线的重量、减小天线体积并降低成本。如果现代通讯系统仍旧使用传统天线，那么为了满足系统动态改变工作参数的要求，天线的数量就会大幅增加。由此带来的弊端就是不仅提高了系统的成本，增大了系统的体积，而且天线之间的电磁耦合干扰也会变得非常严重，恶化了系统的电磁兼容特性。正是由于这样的需求，极化可重构天线的概念被提出并得到蓬勃发展。可重构天线罩主要是罩在天线发射方向上，通过控制系统中的射频开关元件切换天线不同的状态使天线具有多种工作模式，有利于在传输中实现多种有效的分集。因此，极化可重构天线作为一种新型天线即将成为下一代无线通信系统中的核心技术之一。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种电磁波极化可重构天线罩，能够方便地实现线极化-左右圆极化-线极化的转化。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种电磁波极化可重构天线罩，由若干个单元结构沿着正交方向规则排列而成，每个单元结构由正面金属层、第一介质板、中间金属层、第二介质板和背面金属层依次层压而成；正面金属层位于单元结构的正面，其形状为正方形，其上开有1个L形缝和1个金属化通孔，第一介质板的一条边沿上设有金属横条，正面金属层的一端点通过一带有夹缝的金属条与第一介质板边沿上的金属横条连接，该金属条的夹缝中设置电感，背面金属层位于单元结构的背面，单元结构的背面结构与前述单元结构的正面结构镜像对称设置，正面金属层上的金属化通孔与背面金属层上的金属化通孔之间通过金属丝连接，第一介质板和第二介质板边沿上的金属横条分别连接直流电压源的正极和负极；正面金属层上的L形缝的两端分别开缝隙至邻近的正面金属层两边，且所述缝隙中设置pin二极管；当垂直线极化电磁波从背面端口垂直入射到单元结构背面时，形成的极化电流通过金属化过孔流到单元结构正面，控制其中一个pin二极管的导通，从而改变正面的电流走向，形成左旋或右旋圆极化电磁波，从正面端口辐射。

基于上述技术方案的优选方案，所述中间金属层上开有1个圆孔，正面金属层和背面金属层上的金属化通孔之间的金属丝从该圆孔穿过，且该圆孔的直径大于金属化通孔的直径。