[发明专利]一种基于可调天线罩的二维波束扫描天线

说明书

本发明公开了一种基于可调天线罩的二维波束扫描天线。贴片天线辐射源、第一层可调折叠天线罩板和第二层可调折叠天线罩板依次间隔且平行设置，第一层可调折叠天线罩板和第二层可调折叠天线罩板的结构调节方向垂直，贴片天线辐射源、第一层可调折叠天线罩板和第二层可调折叠天线罩板的几何中心在同一直线上，贴片天线辐射源用于产生波束，驱动机构分别与第一层可调折叠天线罩板、第二层可调折叠天线罩板机械连接后并分别沿各自的结构调节方向调节第一层可调折叠天线罩板、第二层可调折叠天线罩板的结构，实现波束的二维聚焦和扫描。本发明中可以独立调整两个角度上波束的汇聚和扫描角度，机构简单、调整灵活性好，可以承载大功率的天线信号。

技术领域

本发明属于电子技术领域的一种波束可重构扫描天线，具体涉及了一种基于可调天线罩的二维波束扫描天线。

背景技术

近几年来，随着雷达和通信系统的迅速发展，为实现通信、导航等复杂的功能，设备所需的天线数量越来越多，人们开始希望能用一个天线来实现多个天线的功能，这种天线就称为可重构天线，可重构天线分为频率可重构和波束可重构。在无线通信领域，可折叠结构由于其可以折叠和展开的特性，常常被应用于对天线体积有一定限制的场景，折纸天线就是一种典型例子。另外，可折叠特性也使这种结构适合应用于可重构天线的设计中。

近几年来，天线罩领域的许多技术得到了发展，可调折叠天线罩板就是其中一种典型的天线罩结构，在一些研究中也将可重构技术与可调折叠天线罩板进行结合。在已有的研究和设计中，菲涅尔区板的可重构特性主要是基于可重构的电器件，例如变容二极管等，这些结构常常比较复杂且成本较高。

因此，需要设计一种更加简单且低成本的可重构天线罩来应对无线通讯中多变的工作条件和场景需求。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题和需求，本发明提供了一种基于可调天线罩的二维波束扫描天线。本发明采用多个手风琴式褶皱结构的金属模块和非金属模块交替排列放置于同一平面中构成可调折叠天线罩板，利用驱动机构调整各个金属模块和非金属模块的宽度，改变可调折叠天线罩板上金属模块和非金属模块的分布情况，进而起到改变可调折叠天线罩板对波束的汇聚和扫描角度的作用，具有很好的应用前景。

本发明的技术方案如下：

本发明包括贴片天线辐射源、第一层可调折叠天线罩板、第二层可调折叠天线罩板和驱动机构；

贴片天线辐射源、第一层可调折叠天线罩板和第二层可调折叠天线罩板依次间隔且平行设置，第一层可调折叠天线罩板和第二层可调折叠天线罩板的结构调节方向垂直，贴片天线辐射源、第一层可调折叠天线罩板和第二层可调折叠天线罩板的几何中心在同一直线上，贴片天线辐射源用于产生波束，驱动机构分别与第一层可调折叠天线罩板、第二层可调折叠天线罩板机械连接后并分别沿各自的结构调节方向调节第一层可调折叠天线罩板、第二层可调折叠天线罩板的结构，实现波束的二维聚焦和扫描。

所述贴片天线辐射源主要由同轴线与贴片天线电连接组成，由同轴线向贴片天线进行馈电；所述贴片天线包括金属辐射贴片、介质基板和金属地平面，金属辐射贴片、介质基板和金属地平面依次层叠布置，同轴线的内导体与金属辐射贴片电连接，外导体与金属地平面电连接；贴片天线辐射源的靠近金属辐射贴片一侧依次间隔布置有第一层可调折叠天线罩板和第二层可调折叠天线罩板。

所述第一层可调折叠天线罩板和第二层可调折叠天线罩板的整体均为矩形手风琴式褶皱结构，第一层可调折叠天线罩板、第二层可调折叠天线罩板均主要由多个金属模块和多个非金属模块在同一平面上沿各自的结构调节方向依次交替连接构成，各个金属模块与相邻非金属模块连接处的两个边缘点作为两个交界点，各个连接处的两个交界点均与驱动机构连接，并且驱动机构控制同一连接处的两个交界点同步运动；根据第一层可调折叠天线罩板和第二层可调折叠天线罩板上的相位分布分别设置第一层可调折叠天线罩板、第二层可调折叠天线罩板中各个金属模块和非金属模块的宽度；