[发明专利]基于空间相位补偿的圆极化天线阵结构及相位补偿方法

权利要求书

1.一种基于空间相位补偿的圆极化天线阵结构，包括预设数量的天线单元，其特征在于，各个天线单元包括贴片以及设置于所述贴片中心的馈电点，所述贴片的两个对角按照预设切角尺寸进行切角，所述贴片中按照预设开槽尺寸开设U型槽位；其中，旋转方向相同且旋转角度间隔为90°的4个天线单元构成一个2乘2的子阵，各个子阵包括第一排天线单元和第二排天线单元，且各个子阵在水平方向和垂直方向分布，在垂直方向中，下一排子阵中的首个天线单元相比于上一排子阵的首个天线单元进行90°旋转且采用45°相位补偿，下一排子阵中的第二个天线单元相比于上一排子阵的第二个天线单元进行90°旋转且采用45°相位补偿，

在由各个子阵排列而成的天线单元阵中，在水平方向，依次相邻的天线单元间存在90°相位差，

当天线单元辐射左旋圆极化波时，在水平方向中，各个相邻的天线单元的旋转角度依次递减90°，即逆时针旋转；当天线单元辐射右旋圆极化波时，在水平方向中，各个相邻的天线单元的旋转角度依次增加90°，即顺时针旋转。

2.根据权利要求1所述的基于空间相位补偿的圆极化天线阵结构，其特征在于，各个天线单元的馈电方式采用同轴馈电，并且所述预设数量的天线单元按照三角形栅格形式进行分布。

3.根据权利要求2所述的基于空间相位补偿的圆极化天线阵结构，其特征在于，按照下述公式确定天线单元之间的间距范围：

其中，d_x表示相邻天线单元在水平方向的间距，d_y表示相邻天线单元在垂直方向的间距，α为三角形栅格形式分布的腰与水平方向的夹角，θ_s为波束扫描角，λ_min为天线带内最小工作波长。

4.根据权利要求1所述的基于空间相位补偿的圆极化天线阵结构，其特征在于，当天线单元辐射左旋圆极化波时，在垂直方向中，下一排子阵中的首个天线单元相比于上一排子阵的首个天线单元进行顺时针旋转90°，下一排子阵中的第二个天线单元相比于上一排子阵的第二个天线单元进行顺时针旋转90°；当天线单元辐射右旋圆极化波时，下一排子阵中的首个天线单元相比于上一排子阵的首个天线单元进行逆时针旋转90°，下一排子阵中的第二个天线单元相比于上一排子阵的第二个天线单元进行逆时针旋转90°。

5.根据权利要求1所述的基于空间相位补偿的圆极化天线阵结构，其特征在于，当天线单元辐射左旋圆极化波时，在垂直方向中，旋转90°后的子阵中的第二排首个天线单元相对于该子阵中的第一排首个天线单元进行+45°的相位补偿；当天线单元辐射右旋圆极化波时，在垂直方向中，旋转90°后的子阵中的第二排首个天线单元相对于该子阵中的第一排首个天线单元进行-45°的相位补偿。

6.一种应用于如权利要求1至5中任一所述的圆极化天线阵结构中的相位补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

将旋转方向相同且旋转角度间隔为90°的4个天线单元构成一个2乘2的子阵，其中，各个子阵包括第一排天线单元和第二排天线单元，且各个子阵在水平方向和垂直方向分布；

在垂直方向中，下一排子阵中的首个天线单元相比于上一排子阵的首个天线单元进行90°旋转且采用45°相位补偿，下一排子阵中的第二个天线单元相比于上一排子阵的第二个天线单元进行90°旋转且采用45°相位补偿，

在由各个子阵排列而成的天线单元阵中，在水平方向，依次相邻的天线单元间存在90°相位差，

当天线单元辐射左旋圆极化波时，在水平方向中，各个相邻的天线单元的旋转角度依次递减90°，即逆时针旋转；当天线单元辐射右旋圆极化波时，在水平方向中，各个相邻的天线单元的旋转角度依次增加90°，即顺时针旋转。

7.根据权利要求6所述的相位补偿方法，其特征在于，各个天线单元的馈电方式采用同轴馈电，并且所述预设数量的天线单元按照三角形栅格形式进行分布。

8.根据权利要求7所述的相位补偿方法，其特征在于，按照下述公式确定天线单元之间的间距范围：

其中，d_x表示相邻天线单元在水平方向的间距，d_y表示相邻天线单元在垂直方向的间距，α为三角形栅格形式分布的腰与水平方向的夹角，θ_s为波束扫描角，λ_min为天线带内最小工作波长。