[发明专利]一种基于超表面的四波束涡旋场卡塞格伦透镜天线

摘要

本发明提出一种基于超表面的四波束涡旋场卡塞格伦透镜天线，用于解决现有技术中涡旋场覆盖面积小的技术问题。包括透镜、馈源、反射面和支撑结构，透镜为中心镂空结构，包括K个依次层叠的第一介质板，奇数层第一介质板面向反射面一面和最后一个偶数层第一介质板背离反射面一面印制有由均匀排布的金属贴片组成的第一贴片阵列，偶数层第一介质板面向反射面一面印制有由均匀排布的正十字形金属贴片组成的第二贴片阵列，反射面包括第二介质板，一侧印制均匀排布的金属环贴片，另一侧印制金属地。通过支撑结构将反射面固定在透镜焦点的一侧。通过将第一贴片阵列划分为多个矩形区域，且相邻矩形区域附加相位相差180度，得到四个不同方向的涡旋场。

主权项

1.一种基于超表面的四波束涡旋场卡塞格伦透镜天线，包括透镜(1)、馈源(2)、反射面(3)和支撑结构(4)；所述透镜(1)采用中心镂空的超表面结构，所述反射面(3)通过支撑结构(4)固定在超表面结构焦点的一侧，所述超表面结构包括K个沿y轴依次层叠的第一介质板(11)，K≥2且为偶数，其中奇数层第一介质板(11)面向反射面(3)的一面和最后一个偶数层第一介质板(11)背离反射面(3)的一面，分别印制有由M×N个均匀排布的金属贴片(111)组成的第一贴片阵列，偶数层第一介质板(11)面向反射面(3)的一面印制有由M×N个均匀排布的正十字形金属贴片(112)组成的第二贴片阵列，M≥8，N≥8；所述馈源(2)采用角锥喇叭天线结构；所述反射面(3)采用超表面结构，包括第二介质板(31)，其面向透镜(1)的一侧印制有p×q个均匀排布的金属环贴片(311)，另一个侧面印制金属地(312)，p≥2，q≥2；所述支撑结构(4)采用非金属材料；所述馈源(2)固定在透镜(1)与反射面(3)之间的空间位置，该馈源(2)的相位中心与反射面(3)的焦点重合，波导部分位于超表面结构的镂空位置；其特征在于：所述第一贴片阵列被划分为m×n个矩形区域，且相邻矩形区域附加相位相差180度，每个矩形区域包含的金属贴片(111)的数量为i×j个，m≥4，n≥4，i≥2，j≥2，m×n×i×j＝M×N；所述金属贴片(111)、正十字形金属贴片(112)和金属环贴片(311)的尺寸由各自所在位置的电磁波入射角和相位补偿值确定。