[发明专利]圆极化折叠卡塞格伦天线

说明书

本申请提供一种圆极化折叠卡塞格伦天线，涉及天线技术领域，圆极化折叠卡塞格伦天线包括：旋向选择聚焦超表面、天线层和极化翻转超表面，所述天线层位于所述旋向选择聚焦超表面和极化翻转超表面之间；所述天线层用于辐射出右旋圆极化电磁波和左旋圆极化电磁波；所述极化翻转超表面用于对所述右旋圆极化电磁波和所述左旋圆极化电磁波的旋向进行翻转；所述旋向选择聚焦超表面用于对所述右旋圆极化电磁波全反射、对所述左旋圆极化电磁波进行全透射，以及对所述左旋圆极化电磁波进行聚焦；其中，所述旋向选择聚焦超表面设置有根据相位补偿法排布的多个超表面单元，每一所述超表面单元具有三层结构。

技术领域

本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种圆极化折叠卡塞格伦天线。

背景技术

雷达天线系统在军用航空逐步扩展到包括航海、航天、地质探测、太空探测、通讯等多个领域有着广泛的应用。

反射面天线作为最常用的一种雷达天线，具有相对简单的机械结构，其重量相比于其他喇叭天线要轻，具有良好的电性能，并且反射面天线的增益大，口径效率高，没有色差。但是，传统的反射面天线存在焦径比比较大，所占物理空间比较大的缺点，制约着反射面天线的进一步发展应用。为了克服焦径比，物理空间大的问题，提出了折叠卡塞格伦天线，但是现在存在的折叠卡塞格伦反射面天线一般都是针对于线极化的，即使存在一部分圆极化折叠卡塞格伦天线，但是无论是现有的线极化卡塞格伦天线还是圆极化卡塞格伦天线，其辐射极化旋向与激励源旋向都无法保持一致。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种圆极化折叠卡塞格伦天线，本申请能够针对性的解决现有的问题。

基于上述目的，第一方面，本申请提出了一种圆极化折叠卡塞格伦天线，圆极化折叠卡塞格伦天线包括：旋向选择聚焦超表面、天线层和极化翻转超表面，所述天线层位于所述旋向选择聚焦超表面和极化翻转超表面之间；天线层用于辐射出右旋圆极化电磁波和左旋圆极化电磁波；所述极化翻转超表面用于对所述右旋圆极化电磁波和所述左旋圆极化电磁波的旋向进行翻转；所述旋向选择聚焦超表面用于对所述右旋圆极化电磁波全反射、对所述左旋圆极化电磁波进行全透射，以及对所述左旋圆极化电磁波进行聚焦；其中，所述旋向选择聚焦超表面设置有根据相位补偿法排布的多个超表面单元，每一所述超表面单元具有三层结构。

可选地，所述超表面单元的三层结构包括在第一方向上依次设置的第一贴片、中间反射层和第二贴片，所述第一贴片、中间反射层和第二贴片均为金属层；所述第一贴片与所述中间反射层之间、所述中间反射层与所述第二贴片之间均设置有介质板，所述中间反射层的中心设置有连接轴，所述连接轴贯穿所述介质板，所述连接轴的两端分别连接所述第一贴片和所述第二贴片，且所述连接轴与所述第一贴片和第二贴片的连接点位于所述第一贴片和第二贴片的非中心位置。

可选地，所述第一贴片和所述第二贴片可相对于所述连接轴独立旋转。

可选地，所述第一贴片和第二贴片为具有开口的圆形金属片，所述中间反射层为方形金属片，所述中间反射层的边长大于所述第一贴片和第二贴片的直径。

可选地，所述第一贴片和第二贴片的大小相同，且所述第一贴片和第二贴片的开口包括对称设置的第一开口和第三开口，以及对称设置的第二开口和第四开口；其中，第一开口和第三开口的开口深度相同，第二开口和第四开口的开口深度相同，且第一开口和第三开口的开口深度大于所述第二开口和第四开口的开口深度。

可选地，所述旋向选择聚焦超表面设置有根据相位补偿法排布的多个超表面单元，包括：根据相位补偿公式计算出所述旋向选择聚焦超表面不同位置处需要的补偿相位；在所述旋向选择聚焦超表面的每一位置放置与该位置所需要的补偿相位相同的超表面单元。

可选地，所述天线层包括：圆极化初始激励天线和与所述圆极化初始激励天线对应的阻抗匹配层；所述圆极化初始激励天线包括环形微带线和与所述环形微带线相连的四个天线贴片；所述阻抗匹配层包括与所述四个天线贴片一一对应的四个阻抗阵列。