[发明专利]反射阵列天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种反射阵列天线。

背景技术

反射阵列天线是由大量印制于接地介质基片上的微带贴片单元组成的平面阵列。其入射机理是：电磁波从馈源出射后沿着不同的传输路径到达每个微带贴片单元，传输路径长度的差异将导致各微带贴片单元所接收的入射场发生不同的空间相位延迟，通过合理设计每一个微带贴片单元使其能对入射场进行适当的相位补偿，让反射场在天线口径面上形成所需的相位波前。

传统反射阵列理论中一般要求移相单元尺寸小于二分之一电磁波波长，Payam Nayeri，Fan Yang and AtefZ.Elsherbeni在名称为“Broadband ReflectarrayAntennas Using Double-Layer Subwavelength Patch Elements”，IEEE Antennasand Wireless Propag.Letters，vol 9，2010，中指出当将移相单元尺寸从半波长减小到亚波长尺寸（六分之一波长）时，由单层移相单元组成的阵列反射面对相位的调制能力变差，移相范围减少了200°，不能满足需求，这主要是因为当移相单元尺寸减小至六分之一电磁波波长后，移相单元之间的间隙会小于0.001毫米，导致栅瓣效应，从而影响反射阵列天线的性能。

这样，对移相单元单元尺寸的要求大大地限制了平面阵列反射面的设计，因此在平面阵列反射面的基板设计、移相单元设计方面有严格的限制，提高了生产制作成本、影响了平面阵列反射面的带宽性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术在相位调制过程要求移相单元尺寸必须大于六分之一电磁波波长的缺陷，提供一种反射阵列天线。

本发明的上述技术问题通过以下技术方案解决：一种反射阵列天线，包括：

功能板，用于对入射电磁波进行波束调制；所述功能板包括两个或两个以上具有移相功能的功能板单元；所述功能板单元包括基板单元以及设置在所述基板单元一侧的至少一个对入射电磁波产生电磁响应的人造结构单元；

反射层，用于反射电磁波，设置在功能板的与人造结构单元相反的一侧；

相邻两个功能板单元的几何中心之间的距离小于入射电磁波波长的七分之一。

进一步地，所述相邻两个功能板单元的几何中心之间的距离相同。

进一步地，所述功能板为一层结构或由多个片层所构成的多层结构。

进一步地，所述基板单元由陶瓷材料、高分子材料、铁电材料、铁氧材料或铁磁材料制成。

进一步地，所述高分子材料为聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚醚醚酮、聚四氟乙烯或环氧树脂。

进一步地，所述人造结构单元为导电材料构成的具有几何图案的结构。

进一步地，所述导电材料为金属或非金属导电材料。

进一步地，所述金属为金、银、铜、金合金、银合金、铜合金、锌合金或铝合金。

进一步地，所述非金属导电材料为导电石墨、铟锡氧化物或掺铝氧化锌。

进一步地，所述天线还包括用于覆盖所述人造结构单元的保护层。

进一步地，所述保护层为聚苯乙烯塑料薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇脂塑料薄膜或耐冲性聚苯乙烯塑料薄膜。

进一步地，所述天线用于将具有宽波束方向图的电磁波调制成具有窄波束方向图的电磁波。

进一步地，所述天线用于将具有窄波束方向图的电磁波调制成具有宽波束方向图的电磁波。

进一步地，所述天线用于改变电磁波方向图的主波束指向。

进一步地，所述功能板为曲面状或平面状。

进一步地，所述反射层为曲面状或平面状。

进一步地，所述反射层贴附于所述功能板一侧表面。

进一步地，所述反射层与所述功能板相互间隔设置。

进一步地，所述反射层为金属涂层或者金属薄膜。

进一步地，所述反射层为金属网格反射层。

进一步地，所述金属网格反射层由多片相互间隔的金属片构成，单个金属片的形状为三角形或者多边形。

进一步地，所述单个金属片的形状为正方形。

进一步地，所述多片金属片相互之间的间隔小于入射电磁波波长的二十分之一。

进一步地，所述金属网格反射层为由多条金属线纵横交错构成的具有多网孔的网状结构，单个网孔的形状为三角形或者多边形。

进一步地，所述单个网孔的形状为正方形。