[发明专利]一种X波段微带反射单元

说明书

本发明公开了一种X波段微带反射单元，包括介质基片、印制在介质基片上面的金属圆形贴片、印制在介质基片正反两面八段相同的相位延迟线、空气层以及金属地板，通过调节金属圆形贴片与不同位置处的相位延迟线的通断，实现单元反射相位可控调节。相比于现有技术，本发明X波段微带反射单元的优点是反射单元体积小、设计简单、成本低、易于制造等，且反射单元具有较宽的带宽，克服了微带反射阵天线带宽窄的技术问题，另外，该反射单元也具有可重构的潜能，可广泛用于雷达系统、远程通信和航天探测等领域中。

技术领域

本发明属于微波毫米波天线技术领域，涉及一种X波段微带反射单元。

背景技术

近年来，在雷达系统、远程通信和航天探测等领域，微带反射阵天线的应用日益广泛。相比于传统的大口径天线，如抛物面天线和阵列天线，微带反射阵天线具有体积小、低剖面、重量轻、易展开、成本低等优点，随着研究人员对其的深入研究，微带反射阵天线在可重构、波束赋形、多频工作等方面也展现出巨大的潜力。因此，微带反射阵天线凭借其优越的性能在未来将具有广阔的应用前景。

微带反射阵天线主要由反射阵和馈源组成，传统的微带反射阵天线的相对带宽通常都比较窄，一般低于10％，这主要受到反射单元的带宽的影响。考虑到微带反射阵天线具有其他优越的性能，设计出一种宽带的微带反射单元以实现宽带微带反射阵天线是非常有意义的。

为了提高微带反射阵天线的带宽以适应更多的应用需求，屈世伟等人公开了一种宽频带折叠反射阵天线(发明人：屈世伟、吴伟伟、易欢、陈龙、杨仕文、胡俊、聂在平，发明创造名称：一种宽频带折叠反射阵天线，中国发明专利申请号201510278221.X，申请日2015.05.27)，提出了一种全新的反射单元，该反射单元具有宽频带、低损耗、结构紧凑等的特点，只是该天线单元结构复杂，加工难度大。张龙等人公开了一种用于卫星通信的单层宽带高效率圆极化的反射阵天线(L.Zhang,S.Gao,Q.Luo,W.Li,Y.He,and Q.Li,“Single-layer wideband circularly polarized high-efficiency reflectarray forsatellite communications,”IEEE Trans.Antennas Propag.,vol.65,no.9,pp.4529–4538,Sep.2017)，通过设计的“S”形的单元结构实现了多个谐振点，从而达成了宽带的效果，但该天线反射单元剖面较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种X波段微带反射单元，在实现天线宽频带的前提下，同时解决单元结构复杂和体积厚重的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种X波段微带反射单元，包括介质基片(1)、印制在介质基片(1)上面的金属圆形贴片(2)、印制在介质基片(1)正反两面八段相同的相位延迟线(3)、空气层(4)以及金属地板(5)；所述相位延迟线(3)由分别印制在介质基片(1)正反面的第一金属小圆片(31)、第二金属小圆片(32)以及金属通孔(33)和贴片(34)组成；所述金属通孔(33)用于连接第一金属小圆片(31)、第二金属小圆片(32)；所述贴片(34)连接在介质基片(1)下方的第二金属小圆片(32)上，为相位延迟线(3)的主要组成部分；所述八段相位延迟线(3)均分布于反射单元的一侧、相对于反射单元中心呈放射状分布。

进一步地，所述介质基片(1)的厚度为1mm，所述金属圆形贴片(2)的半径为4.7mm，所述相位延迟线(3)的长为4.3mm，所述空气层(4)的厚度为0.4mm。

进一步地，所述X波段微带反射单元通过调节金属圆形贴片(2)与不同位置处的相位延迟线(3)的通断情况，可以实现单元反射相位在360°范围内3比特可控调节。

进一步地，所述第一金属小圆片(31)的半径为0.5mm，所述第二金属小圆片(32)的半径为0.5mm。