[实用新型]一种低副瓣的高增益极化可变换谐振天线

说明书

本实用新型公开了一种低副瓣的高增益极化可变换谐振天线，属于高增益天线技术领域，包括封闭谐振腔和位于封闭谐振腔中的线极化馈源，封闭谐振腔包括接地板，可实现极化转换功能的部分反射表面和在部分反射表面及接地板四周设置的金属电壁和金属磁壁。本实用新型免除了传统高增益圆极化天线的馈电网络，结构更加简单；线极化馈源发出的电磁波通过部分反射表面实现线‑圆极化的转变，形成口径面的圆极化辐射，同时利用与电场方向平行的金属电壁对馈源发出的电场约束，及与磁场方向平行的磁壁对磁场的约束条件，使得馈源激励出的电磁场在四壁不发生边缘场的泄漏，同时在口径面上形成更加均匀的场分布从而有效降低天线的副瓣电平，改善辐射特性。

技术领域

本实用新型属于高增益天线技术领域，具体涉及一种低副瓣的高增益极化可变换谐振天线。

背景技术

现代雷达、卫星通信等领域通常需要使用较高增益的圆极化天线。通常需要采用馈电网络来实现圆极化的幅度和相位条件。另一方面，为了实现较高增益通常采用单元组阵的方式，因此带来的问题是馈电复杂和单元间的互耦对天线性能的影响。由于边缘场的泄漏和口径场分布不均导致天线辐射方向图的副瓣较高从而影响了此类天线的实际使用。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于提供一种低副瓣的高增益极化可变换谐振天线，解决了现有高增益圆极化天线馈电复杂且在口径面较小情况下，由于边缘场的泄漏和口径场分布不均导致天线辐射方向图的副瓣较高的问题。

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种低副瓣的高增益极化可变换谐振天线，包括封闭谐振腔和位于封闭谐振腔中的线极化馈源，所述的封闭谐振腔包括接地板和可实现极化变换功能的部分反射表面，在接地板和所述的部分反射表面的四周设置金属电壁和金属磁壁。所述的馈源由微带贴片天线构成，馈源设置在接地板中部。

所述的金属电壁与馈源激励的电场方向平行，金属磁壁与馈源激励的磁场方向平行。

所述的金属磁壁由人工磁导体构成。

所述的部分反射表面和金属接地板间的中心距离满足d＝(1/2+n/2)λ₀，其中λ₀为中心频率电磁波的自由空间波长，n为整数。

所述部分反射表面具有极化变换功能，其由两个正交方向上周期设置若干金属贴片单元构成，金属贴片单元在两个正交方向上的周期长度相等。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型免除了传统高增益天线的馈电网络，，结构更加简单；利用具有极化变换功能的部分反射表面可以将馈源辐射的线极化波变成圆极化波；同时利用接地板与部分反射表面四周的金属电壁和金属磁壁构成全封闭腔，通过金属电壁对馈源激励的电场的约束，金属磁壁对馈源激励的磁场的约束条件，使得馈源激励出的电磁场在四壁不发生边缘场的泄漏，且在口径面上形成更加均匀的场分布，从而有效降低天线的副瓣电平，改善辐射特性。

附图说明

图1为低副瓣的高增益极化可变换谐振天线的总体结构示意图；

图2为低副瓣的高增益极化可变换谐振天线的侧视图；

图3为部分反射表面的结构示意图；

图4为人工磁导体的结构示意图；

图5为部分反射表面的周期单元结构示意图；

图6为人工磁导体的周期单元结构示意图；

图7为低副瓣的高增益极化可变换谐振天线的反射系数曲线图；

图8为低副瓣的高增益极化可变换谐振天线的增益、轴比频响曲线图；

图9为低副瓣的高增益极化可变换谐振天线的方位面＝0度的方向图；