[发明专利]一种全极化可重构大角度扫描的相控阵天线

说明书

本发明涉及一种全极化可重构大角度扫描相控阵天线，其由若干个周期排列的天线阵元构成，每个天线阵元由双层混压微带天线和金属底座可拆卸连接构成；所述双层混压微带天线包含超材料面板、双极化天线本体，所述超材料面板的顶面设置有尺寸不同的格栅图形，超材料面板的底面与所述双极化天线本体的顶面接触，双极化天线本体的底面与所述金属底座的顶面接触；金属底座上设置有两个天线接插件，每个天线接插件穿设在所述金属底座上并与双极化天线本体机械连接以及电连接。该相控阵天线的天线结构简洁、天线剖面低，且通过有效手段保障了全极化方式灵活重构、工作带宽拓展以及大角度扫描性能。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种全极化可重构大角度扫描相控阵天线。

背景技术

极化可重构天线是利用一副天线替代多副天线，实现天线所辐射电磁波极化方式的按需灵活捷变。相比起多副天线的组合方案，极化可重构天线具有小型化、低成本、智能化的特点，在无线通信、雷达等领域极具应用前景。其中全极化可重构天线，由于可以实现任意方向的线极化、以及左/右旋圆极化辐射，大大地提高了整体通信系统灵活性和抗干扰能力，从而成为了近年来的研究热点。传统的全极化可重构天线大都采用双极化波导口天线与双极化直立微带振子的形式，其往往会带来较高的天线剖面。同时由于双极化隔离度之间的问题，会明显影响全极化相控阵天线在大角度扫描下的性能。而对于利用电桥等特殊结构实现的较高隔离度设计来说，其会大大增加天线产品设计、加工的复杂度和难度，使其实际的工程应用受到很大的限制。

为了满足实际的工程需求，急切需要提出一种结构较为简单、同时天线性能比较优秀的新型全极化可重构大角度扫描相控阵天线设计。

发明内容

本发明的目的在于，针对工程需求，提供一种新型全极化可重构天线阵元设计，并由此实现结构简单、天线性能优秀的相控阵天线设计。本发明所提出的相控阵天线，它具有结构简洁、尺寸小、剖面低等优点。而且所述相控阵天线采用了拓展工作带宽以及互耦抑制的设计，能够满足大角度扫描下的相控阵天线应用需求。

为达到上述目的，本发明提供了一种极化可重构大角度扫描相控阵天线，其由若干个周期排列的天线阵元构成，每个天线阵元由双层混压微带天线和金属底座可拆卸连接构成；

其中，所述双层混压微带天线包含：可拆卸连接的超材料面板、双极化天线本体，所述超材料面板的顶面设置有尺寸不同的格栅图形，超材料面板的底面与所述双极化天线本体的顶面接触，双极化天线本体的底面与所述金属底座的顶面接触；金属底座上设置有两个天线接插件，每个天线接插件穿设在所述金属底座上并与双极化天线本体机械连接以及电连接。

优选地，所述双极化天线本体的顶面上设置有两个沿着其中一条对角线镜像对称的L形覆铜图形，每个L形覆铜图形的长边上均开设有一个馈电金属化过孔和一个带宽拓展金属化过孔。优选地，所述双极化天线本体的顶面上，沿着所述对角线开设有若干个隔离增强金属化过孔，将两个L形覆铜图形隔开。优选地，所述双极化天线本体的边缘采用金属包边处理或金属侧面封闭处理。

优选地，围绕所述双极化天线本体的边缘开设有若干个去耦金属化过孔。

优选地，所述金属底座上设置有两个馈电螺纹孔，每个所述馈电螺纹孔的中心位置与所述双极化天线本体上对应的馈电金属化过孔的中心位置匹配，两个所述天线接插件分别与两个馈电螺纹孔螺纹连接，每个天线接插件的顶部穿过所述馈电金属化过孔且与L形覆铜图形机械连接以及电连接。

优选地，所述超材料面板的顶面设置有两种尺寸不同的矩形格栅图形，位于超材料面板外侧的格栅图形尺寸大于内侧的格栅图形尺寸。

优选地，所述大尺寸格栅图形数量为12个，所述小尺寸格栅图形的数量为16个。

优选地，所述超材料面板、双极化天线本体的四个角落位置设置有通孔，所述金属底座四个角落位置设置有螺纹孔，螺栓依次穿过通孔和螺纹孔将金属底座与所述超材料面板、双极化天线本体可拆卸连接。