[发明专利]一种具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线

权利要求书

1.一种具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线，其特征在于，包括圆柱形介质支撑柱(100)、微带天线阵列(200)和部分反射表面(300)；

微带天线阵列(200)包括金属反射地板(201)、第一介质基板(202)、辐射阵列(204)和匹配哑源阵列(203)；辐射阵列(204)和匹配哑源阵列(203)位于第一介质基板(202)的上表面，金属反射地板(201)位于第一介质基板(202)的下表面；辐射阵列(204)位于第一介质基板(202)上表面的中心，匹配哑源阵列(203)环绕辐射阵列(204)放置；

辐射阵列(204)为3×3的方形微带贴片，辐射阵列(204)最外侧一条边上的两端的两个方形微带贴片平行向外侧延伸得到两个哑源微带贴片，哑源微带贴片和方形微带贴片之间的间距与辐射阵列的单元间距相同；两个哑源微带贴片以辐射阵列为中心旋转90°、180°和270°，共计得到八个哑源微带贴片，为匹配哑源阵列(203)；

部分反射表面(300)包括第二介质基板(301)、外环有限金属贴片(302)和内环有限金属贴片(303)；外环有限金属贴片(302)和内环有限金属贴片(303)都位于第二介质基板(301)的上表面；内环有限金属贴片(303)位于第二介质基板(301)上表面的中心，外环有限金属贴片(302)环绕内环有限金属贴片(303)；

外环有限金属贴片(302)是四个四单元线阵组成的方环阵列，内环有限金属贴片(303)是2×2的方环阵列，内环有限金属贴片(303)位于外环有限金属贴片(302)的内部，两个方环阵列的边都与第二介质基板(301)的边平行；

四个圆柱形介质支撑柱(100)连接第一介质基板(202)和第二介质基板(301)，用于支撑微带天线阵列(200)和部分反射表面(300)；

天线的增益指向为β时，部分反射表面(300)作用下附加增益ΔG的分布为：

其中，Γ为电磁波垂直入射部分反射表面(300)时的反射系数；α为电磁波垂直入射部分反射表面(300)时的反射相位；θ为天线法线方向到水平面的夹角；

通过设置部分反射表面(300)作用下的附加增益ΔG，将其施加于微带天线阵列(200)作用下的辐射增益G₀，从而获得具有矩形平顶赋形的增益分布G。

2.根据权利要求1所述的具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线，其特征在于，对辐射阵列(204)中的各单元采用等幅同相的馈电方式进行馈电，匹配哑源阵列(203)无需馈电。

3.根据权利要求1所述的具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线，其特征在于，圆柱形介质支撑柱(100)的直径D为0.1λ～0.2λ、圆柱中心距离边缘的距离d3为0.2λ～0.3λ，λ为天线在自由空间中的工作波长。

4.根据权利要求3所述的具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线，其特征在于，方形微带天线阵列(200)中金属反射地板(201)、第一介质基板(202)与第二介质基板(301)为边长相等的正方形，边长L为2.0λ～2.3λ；第一介质基板(202)的厚度T1为0.03λ～0.05λ；辐射阵列(204)与匹配哑源阵列(203)的阵元贴片大小相等，方形微带贴片的边长d2为0.15λ～0.2λ，阵元间距d1为0.3λ～0.5λ；第二介质基板(301)的厚度T2为0.01λ～0.03λ。

5.根据权利要求4所述的具有矩形平顶赋形的双极化阵列天线，其特征在于，内环金属贴片(303)的边长d7为0.06λ～0.08λ，外环金属贴片(302)的边长d5为0.3λ～0.5λ。