[发明专利]一种双频可拼接无源反射阵及其设计方法

权利要求书

1.一种双频可拼接无源反射阵的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、确定双频可拼接无源反射阵主波束θ的扫描范围为θ₀＜θ＜θ₁；确定双频可拼接无源反射阵工作频率f，f等于f₁或f₂，f₁＜f₂；

2)、根据主波束θ的扫描范围θ₀＜θ＜θ₁以及工作频率f₁和f₂，设计“0”和“1”两类子阵，其中第一类“0”子阵是由若干个平面反射阵单元构成的m₀×n₀阵列，在频率为f₁时波束指向为θ_s10，频率为f₂时波束指向为θ_s20，θ_s10和θ_s20均趋近于θ₀；第二类“1”子阵是由若干个平面反射阵单元构成的m₁×n₁阵列，在频率为f₁时波束指向为θ_s11，频率为f₂时波束指向为θ_s21，θ_s11和θ_s21均趋近于θ₁；

3)、选定具体应用场景所需主波束θ和工作频率f，根据平均相位梯度原理，将M_s个“0”子阵与N_s个“1”子阵进行有序排列，组成反射阵阵列中最小周期行向量V_min，其中M_s和N_s是大于等于0的整数，使得该最小周期行向量V_min在频率为f时主波束指向为θ；

4)、根据具体应用场景以最小周期行向量V_min为单位分别在阵列的俯仰面和方位面进行扩展，得到所需大小的所述双频可拼接无源反射阵。

2.根据权利要求1所述的双频可拼接无源反射阵的设计方法，其特征在于，1)中0°≤θ₀＜60°,0°＜θ₁≤60°。

3.根据权利要求1所述的双频可拼接无源反射阵的设计方法，其特征在于，2)中所述m₀是“0”子阵在360°相位周期内方位面的平面反射阵单元个数，按下述式子求出：

其中d是平面反射阵单元周期，P_g0是相位梯度，其中k₀₂为频率为f₂时的空间波数，θ₀为设计的“0”子阵期望的波束指向；m₀的选取原则是：选择使波束指向可以取到最接近θ₀数值的整数值；

所述n₀是“0”子阵沿俯仰面的平面反射阵单元个数，根据实际应用场景和加工条件设定；

所述θ_s10是“0”子阵在频率为f₁时的波束指向，是通过将m₀代入下式得到：

其中k₀₁为频率为f₁时的空间波数；

所述θ_s20是“0”子阵在频率为f₂时的波束指向，是通过将m₀代入下式得到：