[实用新型]一种基于固态等离子体的空间波束扫描平面反射阵列天线

说明书

本实用新型涉及一种基于固态等离子体的空间波束扫描平面反射阵列天线，由结构单元周期排列而成，由工作在X波段的馈源喇叭、表面具有可重构性的固态等离子体的阵列单元构成的单层反射阵列及用于控制固态等离子体的激励模块组成；所述馈源喇叭通过支架安装于单层反射阵列一侧，所述单层反射阵列包括若干个由下而上依次层叠的金属背板、介质基板及贴片单元构成的反射阵列单元，所述各反射阵列单元由不同尺寸、位置的紧密排列、激发态的可重构像素组成，在同一平面上具有一种以上的反射阵列。本实用新型通过外部的逻辑阵列编程来调控固态等离子体，从而可以快速地组成所需要的反射阵列，最终实现反射波束的空间所需方向动态扫描。

技术领域

本实用新型涉及一种平面反射阵列天线，具体的说是一种利用了固态等离子体的可重构特性，能够快速加载可重构单元组成反射阵列单元的平面反射阵列天线，属于微波器件技术、射频系统前端技术领域。

背景技术

自20世纪80年代以来，移动通讯电子科学技术的发展令人瞩目。以无线通讯和互联网技术为代表的现代通信电子科技极大地促进了经济、社会的发展，并深刻地改变了人类生活。在国防建设和军事技术的发展中，移动通信电子科学技术的重要性更为突出，因为现代化战争最关键的环节就是信息的获取、控制与对抗等技术的较量。天线系统作为影响雷达系统和通讯系统性能的核心部件之一，其性能的优良对系统功能有着举足轻重的影响。随着通信系统的不断发展，人们希望能用尽可能少的天线满足所有无线系统的要求，然而这些无线电系统的工作频率通常分布在很宽的频带内，工作体制也各不相同，对天线的参数，如工作频率、方向图、极化方式等，有着不同甚至是截然相反的要求，因此在不同的工作环境以及不同的系统条件下，实现天线各种参数的可重构，给现代无线通讯系统提供了一个全新的发展思路。另外，由于天线系统的雷达散射截面(Radar cross secrion,RCS)较大，极易成为敌方雷达察觉及被攻击的突出对象，因此提高天线系统的综合性能指标(包括隐身性能)具有重要的意义。等离子体天线由于其所具备的结构简单，重量轻，隐身效果好等特点，使其成为天线领域最具潜力的研究方向之一。固态等离子体天线与传统金属天线相比具有许多独特的优势，天然的低雷达截面特性，即当固态等离子体天线不工作时，固态等离子体本身就变为普通介质，它既不反射电磁波，也不吸收电磁波。因此，固态等离子体天线完全消失，从而就可以实现全频段的隐身功能，固态等离子天线被激励即工作在一定频段时，对于高于等离子体频率的雷达信号，也会由于固态等离子体的透射、吸收、折射效应，使回波信号大大减弱。快速可重构特性，即固态等离子体具有快速重构特性而且自身具有可协调性，通过改变外部的控制参数，在毫秒量级实现不同收发频率的天线最佳工作状态的快速重构，包括辐射方向图、带宽、增益、极化等天线参数。并且固态等离子体天线具有无阻尼振荡和大带宽、高功率等特性。采用固态等离子体天线设计天线阵，比金属天线阵列的设计相对简化，因为未被激发的等离子体单元对邻近单元构成的天线阵列无影响天线间的互祸效应基本可以忽略。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于固态等离子体的空间波束扫描平面反射阵列天线，通过外部的逻辑阵列编程来调控固态等离子体，从而可以快速地组成所需要的反射阵列，最终实现反射波束的空间所需方向动态扫描。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种基于固态等离子体的空间波束扫描平面反射阵列天线，由结构单元周期排列而成，由工作在X波段的馈源喇叭、表面具有可重构性的固态等离子体的阵列单元构成的单层反射阵列及用于控制固态等离子体的激励模块组成；所述馈源喇叭通过支架安装于单层反射阵列一侧，所述单层反射阵列包括若干个由下而上依次层叠的金属背板、介质基板及贴片单元构成的反射阵列单元，所述各反射阵列单元由不同尺寸、位置的紧密排列、激发态的可重构像素组成，在同一平面上具有一种以上的反射阵列。

本实用新型进一步限定技术方案为：所述贴片单元为金属贴片构成的中心对称结构，包括置于中央的正方形结构及其外围的菱形结构，所述菱形结构以正方形结构的中心旋转45°后获得，且所述菱形结构的对角线与正方形结构的中心线相重合；沿阵列单元的四角对称设有由两个尺寸相同的矩形相互垂直构成的L型结构。