[发明专利]一种加载EBG结构的高增益多波束周期阻抗调制表面天线

权利要求书

1.一种加载EBG结构的高增益多波束周期阻抗调制表面天线，其特征在于，包括张量阻抗表面(1)、介质基板(2)、单极子馈源(3)、金属接地板(4)和EBG结构(5)；

介质基板(2)的形状是圆形，半径为天线中心频率对应的自由空间波长的5.5倍，沿相互垂直的两个径向方向被划分为均匀分布的方形晶格；

张量阻抗表面(1)位于介质基板(2)的上表面，由切角矩形贴片单元周期排列而成；切角矩形贴片单元被限制在第一晶格内，第一晶格所处位置与圆心之间的距离不超过天线中心频率对应的自由空间波长的5倍；位于圆心位置处的5x5切角矩形贴片单元被去除；张量阻抗表面不同位置处的切角矩形贴片单元的尺寸和旋转角不同；

单极子馈源(3)为同轴线，同轴线外导体与金属接地板(4)相连，内导体和空气介质穿过金属接地板(4)和介质基板(2)，向张量阻抗表面(1)的上半部空间延伸；

金属接地板(4)位于介质基板(2)的下表面，形状为圆形，半径与介质基板(2)相同；

EBG结构(5)由均匀排列的正方形金属贴片(7)和长方体金属柱(8)构成，正方形金属贴片(7)和长方体金属柱(8)被限制在第二晶格内，第二晶格所处位置与圆心之间的距离不超过天线中心频率对应的自由空间波长的5.4倍；正方形金属贴片(7)位于介质基板(2)的上表面，长方体金属柱(8)穿过介质基板(2)分别连接正方形金属贴片(7)的中心位置和金属接地板(4)。

2.根据权利要求1所述的加载EBG结构的高增益多波束周期阻抗调制表面天线，其特征在于，切角矩形贴片单元在不同位置的宽度、高度和沿纵轴逆时针旋转角不同，具体确定方法为：

步骤1.在电磁仿真软件中对阻抗单元进行建模，包括一个切角矩形贴片单元和一个晶格的介质基板和金属接地板，设置周期性边界条件，以切角单元贴片的宽度、高度和沿纵轴逆时针旋转角为变量进行参数扫描得到贴片尺寸和张量阻抗分布之间的对应关系，并将其作为数据库保存备用；

步骤2.分别给定不同的期望目标场，计算各自对应的周期阻抗表面的阻抗分布，取两者的平均值作为最终阻抗分布；

步骤3.将步骤2中得到的最终阻抗分布与步骤1得到的数据库进行比对，得到对应于最终阻抗分布对应的宽度、高度和旋转角；

步骤4.设定比例系数，比例系数小于1；计算宽度和高度的比值，将比值与比例系数相乘，作为新的比值，利用新的比值和原宽度值，计算新的高度值，将原宽度值、新的高度值和旋转角作为最终建模尺寸。

3.根据权利要求1所述的加载EBG结构的高增益多波束周期阻抗调制表面天线，其特征在于，晶格边长为天线中心频率对应的自由空间波长的1/10。

4.根据权利要求1所述的加载EBG结构的高增益多波束周期阻抗调制表面天线，其特征在于，单极子馈源(3)的内导体向张量阻抗表面(1)的上半部空间延伸天线中心频率对应的自由空间波长的1/4。

5.根据权利要求2所述的加载EBG结构的高增益多波束周期阻抗调制表面天线，其特征在于，比例系数＝0.95。