[发明专利]高功率埋入式极化转换天线罩

说明书

技术领域

本发明涉及高功率微波技术领域，特别是高功率微波辐射天线系统，具体涉及一种高功率极化转换天线罩。

背景技术

极化特性是天线的核心参数之一，有些实际应用上需要天线同时或分时工作在多种极化状态，极化转换器由此产生。极化转换器可以大致分为两类，一类是在馈源和天线之间添加波导移相器，完成极化转换后馈入天线辐射出线极化波或圆极化波；另一类是不改变馈源输入，在天线外部添加极化转换器，直接作用于天线辐射方向图，这类极化转换器通常像一个罩子罩在天线上，又称为极化转换天线罩。这种外用极化转换器可以在不改变天线馈电系统内部结构情况下，实现极化转换，可以使天线工作在多种极化状态，是天线的重要组成部件。

目前国内外报道的外用极化转换器可大致分为四类：栅条型极化转换器、折线栅型极化转换器、基于超材料的极化转换器以及基于频率选择表面(FSS)的极化转换器。其中，折线栅型极化转换器、基于超材料的极化转换器和基于频率选择表面(FSS)的极化转换器的研究都是在功率不高条件下。

平板波导对于平行和垂直两分量有不同传播常数，使两分量产生相位差。采用双层金属栅条网级联结构，可实现对输出波的任意极化调控，将此栅条网置于介质窗之前的真空环境中，可获得较高的功率容量，但显著增加了天线系统的体积。

目前报道的极化转换器研究中显示，仅有栅条型极化转换器有应用于高功率的研究，但是栅条型结构体积大，并且需要另加载介质窗以确保栅网处于真空状态，显著增加了天线系统的体积。

发明内容

本发明的主要目的在于提供高功率埋入式极化转换天线罩，可以同时起到线-圆极化相互转换和天线罩密封作用适用于高功率条件下微波辐射。具有结构简单紧凑和高峰值功率的特点，

为了实现上述目的，根据本发明具体实施方式的一个方面，提供了一种高功率埋入式极化转换天线罩，所述天线罩包括介质层和导电层，其特征在于，所述导电层封闭在两层介质层之间，不与外界接触，以提高天线罩功能容量，所述导电层由导电材料构成的图案组成，所述图案在平面上的分布具有二维周期性，通过调整介质层参数和/或图案参数实现极化转换。

进一步的，所述介质层参数包括介电常数和厚度。

进一步的，所述图案参数包括图案大小、形状和周期。

进一步的，所述天线为螺旋阵列天线。

进一步的，所述介质层为3层，所述导电层为2层。

进一步的，所述3层介质层由相同材料构成。

进一步的，所述3层介质层厚度相同或不同。

进一步的，所述2层导电层结构相同或不同。

进一步的，所述图案为折线，所述折线宽度为w，所述折线高度为h，水平周期为a，垂直周期为b；其中，w、h、a、b均为正数。

具体的，所述天线工作频率为8.4GHz。

本发明的有益效果是：采用埋入式结构，避免金属层与空气或真空接触，有效提高极化转换天线罩功率容量。在天线罩位置实现极化转换，基本上不会增加天线系统体积，具有结构简单紧凑，适用于功率大于等于100MW的高功率条件下圆极化-线极化相互转换的应用场景。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的具体实施方式、示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例1天线罩结构示意图；

图2为实施例1天线罩导电层平面结构示意图；

图3为实施例1天线系统反射系数S11仿真曲线示意图；

图4为实施例1天线系统轴比仿真曲线示意图；

图5为实施例1天线罩顶面场强分布仿真示意图；

图6为实施例1导电层场强分布仿真示意图；

图7为实施例2天线罩结构示意图。

在附图中：

11为第一介质层；

12为第二介质层；

13为第三介质层；

15为天线罩顶部

21为第一导电层；

22为第二导电层；

30为天线罩侧壁；

40为天线；

41为天线基座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的具体实施方式、实施例以及其中的特征可以相互组合。现将参考附图并结合以下内容详细说明本发明。