[发明专利]一种单层纯金属透射型多极化平面分束器

说明书

技术领域

本发明涉及电子通信领域,提出了一种单层结构的纯金属透射型多极化平面分束器。

背景技术

透射阵列天线(Transmitarray)是将传统透镜天线的曲面结构平面化的一种新型天线，具有结构简单和易于载体共形的优势。平面透射阵列天线的设计方法主要分为以下两种：一类是基于接受再传输的设计方法，另一种是利用M-FSS透射多层频率选择表面单元的设计方法。M-FSS型平面透射阵的优势在于其设计相对简单、口径利用效率相对较高。

平面透射阵列天线的主要优势在于:采用了简单易集成的平面结构，克服了传统透镜天线的复杂笨重等缺陷；采用空气耦合馈电，无需设计复杂的馈电网络；馈源天线置于透射阵列天线中心正上方时，由于馈源发出的入射波透射到阵列的另一面，有效抑制了馈源的遮挡效应，并且对其透射表面加工误差具有较高的容忍度。

发明内容

本发明提出一种单层纯金属透射型多极化平面分束器，通过对天线的透射单元进行相位调节，在完成对入射波极化转换的同时灵活设定透射波束的指向。

本发明提供的一种单层纯金属透射型多极化平面分束器，该分束器主要包括：馈电喇叭1、基于纯金属透射型单元2的单层透射阵列天线3；其中，所述单层透射阵列天线3由纯金属透射型单元2根据旋转相位调制技术组成，所述单层透射阵列天线3正对着所述馈电喇叭1的敞口处放置；所述单层透射阵列天线3包括呈列阵排列的纯金属透射型单元2，根据旋转相位调制技术组成；所述金属透射型单元2为纯金属的开口圆环4。

所述单层透射阵列天线3为纯金属板，所述纯金属透射型单元2为在所述单层透射阵列天线3上的镂空开口圆环4。

所述单层透射阵列天线3采用铜质金属。

单层透射阵列天线3工作于入射波为三种不同极化方式的工作状态；当馈电喇叭1发出线极化入射波时，入射波经过单层透射阵列天线3分为不同指向的左旋圆极化、右旋圆极化波；当馈电喇叭1发出左旋圆极化或者右旋圆极化波波束时，入射波经过单层透射阵列天线3分为不同指向的右旋圆极化或左旋圆极化波波束，同时实现了极化转化和波束分离。

单层透射阵列天线3为轴对称，通过对对称轴两边的纯金属透射型单元2相位进行单独调节，对于不同极化的入射波，设定所分离出的透射波束的波束指向。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明根据了平面透射阵列天线的设计思想，首次利用单层结构设计透射型多极化平面分束天线，相比于M-FSS型平面透射阵列天线，无需加载空气层作为匹配层，加工方便，体积小，剖面低；使用纯金属透射型单元作为单层透射阵列天线，无需加载介质基板作为微波衬底，二维结构剖面低、占用空间小、质量轻、成本低；通过对纯金属透射型单元进行相位调节，可以设定透射波束的波束指向，适用性广，满足多层次的通信需求。

分束器工作时，将馈电喇叭置于单层透射阵列天线正上方，馈电喇叭发出的LP波经过单层透射阵列天线的分束作用分为LHCP、RHCP波束，分成的LHCP、RHCP波束与水平面夹角分别为ψ，-ψ；当馈电喇叭发出LHCP(RHCP)波时，经过单层透射阵列天线的分束作用分为RHCP(LHCP)波束，分成的RHCP(LHCP)波束与水平面夹角大小分别为ψ/2，-ψ/2。不同极化方式的入射波束被分离为不同指向，实现了波束分离和极化转化的完美融合。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为纯金属透射型单元的放大结构图；

图3、图4为入射波为LP波时的工作示意图和透射波方向图；

图5、图6为入射波为LHCP波时的工作示意图和透射波方向图；

图7、图8为入射波为RHCP波时的工作示意图和透射波方向图。

具体实施方式

本发明提供热电联调控制系统及方法，为使本发明的目的，技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明是通过以下技术方案实现的：