[发明专利]一种基于阵列化微小位移控制的反射面天线

说明书

本发明属于微波天线领域，具体为一种基于阵列化微小位移控制的反射面天线，用以解决现有反射面天线笨重及不灵活等问题。本发明反射面天线由反射面1与馈源2构成，其中，反射面由若干个呈阵列排布的阵列单元构成，所述阵列单元由金属单元与微型步进电机构成；每个阵列单元通过精密微型步进电机的微小运动调整辐射和接收波的相位，控制波束的形状，实现增益和波束宽度的调节以及单波束和多波束扫描；且步进电机的步进在μm量级，故本发明阵列所能提供的相位步进远小于数字移相器；由于波的相位具有周期性，因此阵列单元之间的相对位移在一个波长以内，从而保证了本发明天线具有低剖面。

技术领域

本发明属于微波天线领域，具体为一种基于阵列化微小位移控制的反射面天线。

背景技术

反射面天线是口径天线的主要形式之一，利用聚焦原理，将辐射球面波的馈源置于焦点，然后通过电磁波在反射面上的反射来形成口径处的平面波前。反射面天线通常由馈源和反射面组成，馈源可以是振子、喇叭、缝隙等弱方向性天线，反射面可以是旋转抛物面、切割抛物面、柱形抛物面、球面、平面等。

由于反射面天线结构简单、易于设计且性能优越，因而在分米波段到毫米波段获得广泛的应用，包括卫星通信、远程通信、跟踪雷达、气象雷达和射电天文望远镜等。反射面天线的工作频率越高，反射面口径尺寸越大、剖面越高，且天线的造价随口径的增大而急剧上升；反射面天线要实现波束扫描，一般是通过反射面天线的整体转动实现的，即所谓的机械扫描；但是由于天线的尺寸和重量较大，使得机械扫描的效率不高，从而影响雷达的数据率；对于已设计好的反射面天线其增益、波束宽度通常也是确定不变的，对于多波束反射面天线通常采用的是以多个馈源组成的馈源阵列来取代单个馈源的设计，限制了波束的数目和视场。

发明内容

本发明的目的在于针对现有反射面天线笨重及不灵活等问题，本发明提供一种基于阵列化微小位移控制的反射面天线；该反射面天线剖面低、增益和波束宽度可变，同时能够实现多波束扫描，即采用微小的位移控制波束的相位，实现价格高昂、难度系数较大的有源相控阵的多功能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于阵列化微小位移控制的反射面天线，由反射面1与馈源2构成；其特征在于，所述反射面1由若干个呈阵列排布的阵列单元构成，所述阵列单元由金属单元10与微型步进电机11构成，所述微型步进电机11连接于金属单元10的中心位置、用以实现金属单元10沿微型步进电机11运动方向的位置调节。

进一步的，所述阵列单元之间的间距d：阵列单元的金属单元10尺寸为

进一步的，由于到达发射面波的相位以2π为周期，故阵列单元之间的相对位移在一个波长以内，即所述微型步进电机11的运动距离在一个工作波长以内。

进一步的，所述馈源2为角锥喇叭、圆锥喇叭、波纹喇叭或喇叭阵列，根据实际应用需求来确定；所述反射面呈矩形或圆形，根据实际应用需求来确定；所述金属单元10可以采用正方形、圆形或正六边形，根据实际应用需求来确定。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种基于阵列化微小位移控制的反射面天线，其中，反射面由若干个呈阵列排布的阵列单元构成，每个阵列单元通过精密微型步进电机的微小运动调整辐射和接收波的相位，控制波束的形状，实现增益和波束宽度的调节以及单波束和多波束扫描；且步进电机的步进在μm量级，故本发明阵列所能提供的相位步进远小于数字移相器；由于波的相位具有周期性，因此阵列单元之间的相对位移在一个波长以内，从而保证了本发明天线具有低剖面。

附图说明

图1为本发明提供的基于阵列化微小位移控制的反射面天线的结构示意图；其中，1为反射面，2为馈源，10为金属单元。

图2为本发明基于阵列化微小位移控制的反射面天线的阵列单元结构示意图；其中，11为步进电机。