[发明专利]一种基于平面口径空间馈电的二维菲涅尔区板天线

权利要求书

1.一种基于平面口径空间馈电的二维菲涅尔区板天线，其特征在于：

包括球面波馈源天线(2)和二维菲涅尔区板(3)，使用球面波馈源天线(2)照射二维菲涅尔区板(3)；所述的二维菲涅尔区板(3)是由多个可调相单元(4)在平面二维排列组成；每个可调相单元(4)包括从上到下依次分别布置的上层、五层PCB结构和下层，上层从上到下依次分为金属层(5)和介质基板层(9)，金属层(5)包括布置在介质基板层(9)上表面上的两个矩形金属贴片(6)，两个矩形金属贴片(6)间隔布置，在两个矩形金属贴片(6)相邻的两个平行长边之间具有缝隙(7)，缝隙(7)处中间位置焊接一个变容二极管(8)，变容二极管(8)的两端分别焊接到两个矩形金属贴片(6)；

五层PCB结构包括从上到下依次分别布置的上接地金属层(10)、上介质层(11)、中间金属层(12)、下介质层(13)和下接地金属层(14)，五层PCB结构的各层中央设有埋孔(15)，上接地金属层(10)和下接地金属层(14)之间通过埋孔(15)连接；下层为上层的镜像，下层是由上层以五层PCB结构对称镜像布置构成；上层和下层的金属层(5)相对镜像布置的两个矩形金属贴片(6)之间通过过孔(17)连接，过孔(17)穿设过五层PCB结构，通过隔离缝隙(18)与五层PCB结构中的上接地金属层(10)和下接地金属层(14)形成隔离，中间金属层(12)为一根导线(16)，导线(16)一端连接到变容二极管(8)负极端所连接金属层(5)的一个矩形金属贴片(6)对应连接的过孔(17)处，导线(16)一端连接到直流源；导线(16)将直流源的直流反偏电压加载到每个可调相单元(4)的变容二极管(8)的负极端上；通过调节加载在变容二极管(8)上的直流反偏电压，在180度相位范围内控制可调相单元(4)的传输相位。

2.根据权利要求1所述的基于平面口径空间馈电的二维菲涅尔区板天线，其特征在于：二维菲涅尔区板(3)的后方布置球面波馈源天线(2)，球面波馈源天线(2)位于二维菲涅尔区板(3)中心O的法线方向上，通过采用动态相位补偿方式设置菲涅尔区板(3)表面形成相位分布。

3.根据权利要求2所述的基于平面口径空间馈电的二维菲涅尔区板天线，其特征在于：对于每个波束扫描方向，由球面波馈源天线(2)的相位中心A沿波束扫描方向的射线与菲涅尔区板(3)表面的交点作为参考点B，以球面波馈源天线(2)的相位中心A和参考点B之间的连线作为参考路径AB，计算获得二维菲涅尔区板(3)上任意点C与参考点B之间的相位差，即二维菲涅尔区板(3)上任意点处的可调相单元(4)相位与参考点B处的可调相单元(4)相位之间的相位差；然后对二维菲涅尔区板(3)上每一处可调相单元(4)的相位根据相位差采用动态相位补偿方式设置：

在波束扫描方向沿球面波馈源天线(2)的相位中心A和二维菲涅尔区板(3)中心O之间的连线情况下，或者在波束扫描方向不沿球面波馈源天线(2)的相位中心A和二维菲涅尔区板(3)中心O之间的连线情况下，将二维菲涅尔区板(3)上对相位差满足[0+2mπ,π+2mπ]区域中的每个可调相单元(4)施加反向相位差补偿，具体是将每个可调相单元(4)对应的相位差取相反数后相加到该可调相单元(4)原有的相位作为该可调相单元(4)新相位；

对所有点位置的可调相单元(4)相位差进行两类区分，相位差分为满足[–π/2+2mπ,π/2+2mπ]与满足[π/2+2mπ,3π/2+2mπ]，m＝0,1,2,…，m表示整数；

对相位差满足[–π/2+2mπ,π/2+2mπ]区域中的每个可调相单元(4)施加反向相位补偿，使可调相单元(4)与参考点的可调相单元(4)之间的相位差变成0°，具体是将每个可调相单元(4)对应的相位差取相反数后相加到该可调相单元(4)原有的相位作为该可调相单元(4)新相位；

对相位差满足[π/2+2mπ,3π/2+2mπ]区域中的每个可调相单元(4)施加180°反向相位补偿，具体是对取得的相位差取相反数，然后与2π相除取余数。