[发明专利]低雷达截面的极化可重构圆极化天线有效

专利信息
申请号: 201811268984.6 申请日: 2018-10-29
公开(公告)号: CN109301470B 公开(公告)日: 2020-04-14
发明(设计)人: 姜文;蒋鹏;李小秋;卫晓俊;刘鹏;龚书喜 申请(专利权)人: 西安电子科技大学;西安中电科西电科大雷达技术协同创新研究院有限公司
主分类号: H01Q1/38 分类号: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q19/10
代理公司: 陕西电子工业专利中心 61205 代理人: 王品华
地址: 710071 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 雷达 截面 极化 可重构圆 天线
【说明书】:

发明提出了一种低雷达截面的极化可重构圆极化天线,主要解决现有可重构天线结构复杂、加工成本高的不足。其包括多层介质基板,其中第一介质基板下表面印制有圆形金属反射板;第二介质基板的上表面印制带有十字形缝隙的圆形金属贴片,下表面印制有指数渐进形金属耦合馈电线;第三介质基板的下表面印制有左、右两个矩形金属贴片,上表面印制有圆形金属面;第四介质基板开有十字形通槽;第一、第二两个介质基板粘贴为下层结构,第三、第四两个介质基板粘贴为上层结构,该上、下两层结构之间通过中心轴固定,且可相互旋转,实现可重构。本发明结构简单、加工成本低、增益高,并能实现雷达截面减缩,可用于无线通信系统中的低雷达截面场景。

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域,具体涉及一种极化可重构圆极化天线,可用于无线通信系统中的低雷达截面积场景。

背景技术

圆极化天线广泛应用于各种无线通信系统,例如全球卫星导航系统,射频识别等,圆极化天线可以有效地对抗极化失配和多径干扰。一般的天线在经过设计后,其按照设计结果完成固定的功能,在一些特殊的通信设备上,需要安装多种不同功能的天线以完成特定要求,这使得通信设备上的天线需要占用更多的空间,可重构天线可以动态地完成各种不同要求的任务,使得单个天线集中了多种功能,这样通信设备上所需要的天线个数减少,因而减少了天线所占据的空间。

可重构天线在设计时使用一些电子元器件、光学器件、特殊材料、特殊机械结构等,使天线能动态地改变其工作特性,对天线的频率特性、方向图和极化方式进行控制,其中:

利用电子元器件,包括利用电调谐、变容二极管开关、PIN二极管和射频微机电的开关特性,来控制天线的极化或频率,以实现天线可重构,这些可重构天线具有很强的灵活性,但是这类天线加工复杂,需要外加偏置电压或者其他供电设备,且对外加设备要求高。

利用光学器件,是包括利用光学开关等可以动态地改变天线的电长度,实现天线可重构,使用光学开关有助于减少开关数量并且降低开关偏置线的影响,但是这种方法成本高、难以集成。

利用一些特殊材料,是用于天线的加工制作,使得天线具有可调特性。例如液晶或具有磁场可调特性的铁氧体能实现天线可重构,但这种方法所需材料特殊,制作成本高,且可重构能力有限。

利用一些特殊的机械结构,是通过改变馈电线与已切角的矩形贴片的相对位置进行可重构,这种机械式可重构方法制作成本低,有利于大批量加工,但制作的天线增益较低,工作频带较窄,不具有雷达截面减缩功能,而且在天线上层添加雷达截面减缩结构时会影响天线的辐射,降低天线的增益,若将雷达截面减缩结构放置于天线贴片周围,这会使得天线地板增大,从而增大了天线的雷达截面,不利于天线雷达截面减缩。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提出一种低雷达截面的极化可重构圆极化天线,以在5.5GHz~12.0GHz的频带范围内减缩雷达截面,并进一步提高天线的增益,简化天线结构,降低制作成本。

为实现上述目的,本发明包括:自下而上的第一介质基板、第二介质基板、第三介质基板和第四介质基板;

所述第一介质基板为圆形,下表面印制有与其完全重合的圆形金属反射板;

所述第二介质基板为圆形,其上表面印制带有十字形缝隙的圆形金属贴片,下表面印制有指数渐进形金属耦合馈电线,且与x轴正方向成45°夹角,与y轴正方向成45°夹角;

所述的第三介质基板为圆形,其下表面左边印制有左矩形金属贴片,右边印制有右矩形金属贴片,其上表面印制有圆形金属面;该介质基板的中心开有由长槽和短槽交叉形成的第一个十字形通槽,该十字形通槽位于圆形金属贴片的十字形缝隙正上方,且短槽沿x方向,长槽沿y方向;

所述的第四介质基板为圆形,该介质基板中心开有由长槽和短槽交叉形成的第二个十字形通槽,该十字形通槽位于第一个十字形通槽的正上方且与其重合,两十字形通槽的中心均留有安装中心轴的基座。

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