[发明专利]一种超宽带低剖面低散射曲面相控阵天线

权利要求书

1.一种超宽带低剖面低散射曲面相控阵天线，包括：呈交错排布的若干个相对0°相位响应天线单元与若干个相对180°相位响应天线单元；其中，相对0°相位响应天线单元与相对180°相位响应天线单元具有相同尺寸、均包括横向上层介质板(1)、横向中层介质板(2)、纵向馈电结构(3)、横向下层金属地板(4)及标准SSMP连接器(5)，所述横向上层介质板、横向中层介质板与横向下层金属地板从上往下依次分隔设置、且横向中层介质板与横向下层金属地板中间均开设空气窗口，所述纵向馈电结构通过空气窗口与横向下层金属地板、横向中层介质板及横向上层介质板固定连接，所述标准SSMP连接器位于横向下层金属地板下方、通过纵向馈电结构为天线单元馈电；其特征在于，

所述相对0°相位响应天线单元还包括相对0°相位响应电磁超表面单元、由第一上层电磁超表面结构(11)与第一中层电磁超表面结构(21)构成，所述第一上层电磁超表面结构(11)为位于横向上层介质板上表面的M₁×N₁的矩形金属贴片阵列，所述第一中层电磁超表面结构(21)为位于横向中层介质板上表面的空气介质；所述相对180°相位响应天线单元还包括相对180°相位响应电磁超表面单元、由第二上层电磁超表面结构(12)与第二中层电磁超表面结构(22)构成，所述第二上层电磁超表面结构(12)为位于横向上层介质板上表面的M₂×N₂的矩形金属贴片阵列，所述第二中层电磁超表面结构(22)为位于横向中层介质板上表面的M₃×N₃的矩形金属贴片阵列；所有相对0°相位响应天线单元与相对180°相位响应天线单元共用横向上层介质板(1)、横向中层介质板(2)与横向下层金属地板(4)，形成可弯曲的相控阵天线；

所述纵向馈电结构包括依次层叠设置的下层金属层(33)、下层介质层(35)、中层金属层(32)、上层介质层(34)、上层金属层(31)；所述下层金属层、下层介质层、中层金属层、上层介质层与上层金属层均开设空气槽，标准SSMP连接器(5)插入空气槽中，馈入信号经过上层金属层的共面波导结构(314)后、通过第一信号通孔(36)传输至中层金属层的带状线结构(323)，再耦合至馈电结构外导体(315与335)，再由第二信号通孔(37)馈入中层金属层的偶极子辐射体(322)，最后经偶极子辐射体(322)及其寄生辐射体(321)耦合至电磁超表面单元，所述偶极子辐射体(322)位于上层电磁超表面结构与中层电磁超表面结构下方、寄生辐射体(321)位于上层电磁超表面结构与中层电磁超表面结构之间。

2.按权利要求1所述超宽带低剖面低散射曲面相控阵天线，其特征在于，所述相对0°相位响应天线单元与相对180°相位响应天线单元采用相同纵向馈电结构。

3.按权利要求1所述超宽带低剖面低散射曲面相控阵天线，其特征在于，所述纵向馈电结构中还包括交指形结构(312与332)、短路金属带结构(313与333)与宽度渐变双线结构(334)，所述交指形结构(312与332)分别上下对应设置于上层金属层与下层金属层中、均由馈电结构外导体(315与335)引出的U形枝节与金属耦合片结构(311与331)引出的I形枝节组成，其中，I形枝节对插入U型枝节缝隙内；所述短路金属带结构(313与333)分别上下对应设置于上层金属层与下层金属层中、均为由金属耦合片结构(311与331)引出连接到参考地的短路I形枝节；所述宽度渐变双线结构(334)设置于下层金属层中、由参考地引出并通过第二信号通孔(37)连接至偶极子辐射体(322)。

4.按权利要求1所述超宽带低剖面低散射曲面相控阵天线，其特征在于，相对0°相位响应天线单元数量为M₀，相对180°相位响应天线单元数量为N₀，M₀:N₀＝0.5～2。

5.按权利要求1所述超宽带低剖面低散射曲面相控阵天线，其特征在于，所述第一上层电磁超表面结构(11)中，M₁的取值范围为3～9，N₁的取值范围为3～9；所述第二上层电磁超表面结构(12)中，M₂的取值范围为3～9，N₂的取值范围为3～9；所述第二中层电磁超表面结构(22)中，M₃的取值范围为1～6，N₃的取值范围为3～9。