[实用新型]一种增加空气层的宽带微带平面反射单元及阵列天线

说明书

本实用新型公开了一种增加空气层的宽带微带平面反射单元及阵列天线，包括从上至下依次同轴设置的微带移相单元、介质基板、空气层和金属地板；微带移相单元包括从内至外依次同心布设的内层谐振单元、第一层开口谐振环、第二层开口谐振环以及第三层开口谐振环；内层谐振单元包括张角均为θ1的两个扇形；第一、二、三层开口谐振环分别包括两条第一、二、三圆弧；第一、二圆弧的圆心角均等于θ1；第三圆弧的圆心角为θ3，则θ3θ1。本申请通过微带移相单元和空气层的设置，能使每个微带反射单元的相位变化范围突破360°的限制，进而超过700°。其中，空气层的设置，能使得宽带微带平面反射单元的相位变化曲线更加平缓，能大幅提高反射阵列的宽带。

技术领域

本实用新型涉及微波与天线技术领域，特别是一种增加空气层的宽带微带平面反射单元及阵列天线。

背景技术

对于大多数雷达和远距离通信系统，对高增益天线的需求与日俱增，其中，抛物面天线和阵列天线发挥着重要作用。传统的抛物面天线具有增益高，方向性强，工作频带宽的优点，但是体积大、重量大，加工难度高；对于高增益阵列天线，依靠馈电网络的调控，可以满足大角度的波束电扫描的需求，但是阵列天线馈电网络复杂、造价非常高、外形庞大笨重。这些缺点严重限制了这两种传统高增益天线在雷达和远距离通信系统中的应用。在这种背景下，平面反射阵列天线应运而生，它采用与抛物面天线相同的馈电方式又有阵列天线的平面结构，且重量小、体积小、加工简单、成本低、性能多样等优点，使得平面反射阵列天线有广阔的应用前景。

但是，带宽窄是平面反射阵列天线的一个突出问题，对于中小型尺寸的天线而言，反射单元的带宽窄是限制天线整体带宽窄的主要因素。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种增加空气层的宽带微带平面反射单元及阵列天线，该增加空气层的宽带微带平面反射单元及阵列天线通过微带移相单元和空气层的设置，能使每个微带反射单元的相位变化范围突破360°的限制，进而超过700°。其中，空气层的设置，能使得宽带微带平面反射单元的相位变化曲线更加平缓，能大幅提高反射阵列的宽带。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种增加空气层的宽带微带平面反射单元，包括从上至下依次同轴设置的微带移相单元、介质基板、空气层和金属地板。

微带移相单元包括从内至外依次同心布设的内层谐振单元、第一层开口谐振环、第二层开口谐振环以及第三层开口谐振环。

介质基板为正方形板，假设介质基板的中心为O₁，过点O₁且与介质基板两侧边相平行的轴分别为x轴和y轴。

内层谐振单元包括均以点O₁为圆心且关于x轴对称的两个扇形，每个扇形的张角均为θ₁。

第一层开口谐振环包括均以点O₁为圆心且关于x轴对称的两条第一圆弧。

第二层开口谐振环包括均以点O₁为圆心且关于x轴对称的两条第二圆弧。

第三层开口谐振环包括均以点O₁为圆心且关于x轴对称的两条第三圆弧。

第一圆弧和第二圆弧的圆心角均等于θ₁。

第三圆弧的圆心角为θ₃，则θ₃θ₁。

θ₃＝θ₁+2×θ₂，其中θ₂为第三圆弧端部与第一圆弧端部之间周向圆弧所对应的圆心角。