[发明专利]反透射一体化多功能平面空馈阵列天线、无线通信系统

说明书

本发明属于天线技术领域，公开了一种反透射一体化多功能平面空馈阵列天线、无线通信系统；Vivaldi天线为平面空馈阵列天线的馈源；采用四层结构的十字振子作为阵列单元，在阵列单元底端加载双圆环形频率选择表面；平面阵列是由不同尺寸的十字振子单元和相同尺寸的双圆环形频率选择表面单元周期性排列而成的，阵列上的各个单元均按照调节十字振子尺寸的方式对各自的相位进行补偿。本发明采用加载双圆环形频率选择表面的四层十字振子作为阵列单元，在不同频段具有不同的反透射特性；通过调整阵列上每个单元上十字振子的尺寸；分别在高(低)频段实现前(后)向高增益辐射波束，有效在同一款天线上集成平面反射阵天线和平面透射阵天线功能。

技术领域

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种反透射一体化多功能平面空馈阵列天线、无线通信系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：平面空馈阵列天线是将传统曲面空馈天线(包括反射面天线和介质透镜天线)和平面微带阵列天线的若干优点而形成的一种新型高增益天线，它主要是由平面印刷阵列和馈源天线组成，其中馈源天线通常置于平面印刷阵列的焦点处。在其阵列表面上拥有若干具备独立调节相位能力的辐射单元，通过对阵列上每个单元进行合适的相位补偿，馈源发出的入射球面电磁波经过平面印刷阵列转换为特定方向的平面电磁波。由于其体积小、重量轻、结构简单、制作成本低、无需设计复杂的馈电网络、高增益等众多优点，已经在远距离通信系统中获得了广泛的应用。

根据辐射方向的不同，传统的平面空馈阵列天线主要分为平面反射阵天线和平面透射阵天线两大类型。其中，平面反射阵天线是将馈源天线发出的入射球面电磁波经阵列表面反射后，在阵列前向形成平面电磁波；平面透射阵天线是将馈源天线发出的入射球面电磁波经阵列表面透射，在阵列的后向形成平面电磁波。平面空馈阵列天线通常采用反(透)射型相移结构作为阵列单元，通过改变阵列上每个单元的尺寸或旋转角度大小来补偿各个单元之间的相位差别，从而在阵列的前(后)向形成同相的高增益波束。然而，传统平面空馈阵列天线功能比较单一，只能实现单向高增益辐射波束，而且其辐射方向主要取决于采用阵列单元的类型。如果阵列单元采用反射型相移结构，则天线的辐射方向在阵列的前方(即平面反射阵天线)；如果阵列单元采用透射型相移结构，则天线的辐射方向在阵列的后方(即平面透射阵天线)。

虽然现有的平面空馈阵列天线技术已经获得了广泛的应用，但随着无线通信系统的智能化和频率分集技术的日益普遍，远程通信系统迫切要求一款平面空馈阵列天线能够集平面反射阵天线和平面透射阵天线的功能于一身，实现天线辐射方向的灵活调控，以便于该天线能够同时应用于多种不同远程通信系统，但通过现有方法技术实现该要求非常困难。

综上所述，现有技术存在的问题是：随着无线通信系统的智能化和频率分集技术的日益普遍，远程通信系统迫切要求一款平面空馈阵列天线能够集平面反射阵天线和平面透射阵天线的功能于一身，实现天线辐射方向的灵活调控，以便于该天线能够同时应用于多种不同远程通信系统，但通过现有方法技术实现该要求非常困难，仅能实现单向高增益辐射。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种反透射一体化多功能平面空馈阵列天线、无线通信系统。

本发明是这样实现的，一种反透射一体化多功能平面空馈阵列天线，所述反透射一体化多功能平面空馈阵列天线设置有：

Vivaldi天线；

Vivaldi天线为平面空馈阵列天线的馈源；

采用四层结构的十字振子作为阵列单元，并且在阵列单元底端加载双圆环形频率选择表面；

平面阵列是由不同尺寸的十字振子单元和相同尺寸的双圆环形频率选择表面单元周期性排列而成的，阵列上的各个单元均按照调节十字振子尺寸的方式对各自的相位进行补偿。

进一步，所述阵列单元采用四层结构，每层介质板的上表面均敷有金属十字振子，双圆环形频率选择表面单元加载在第四层介质板的底端；