[发明专利]宽频带低剖面双圆极化反射阵天线、控制方法及应用

权利要求书

1.一种宽频带低剖面双圆极化反射阵天线，其特征在于，所述宽频带低剖面双圆极化反射阵天线包括：

平面圆极化反射阵，包括多个周期排列的反射阵单元，所述反射阵单元包括双头箭头形金属贴片层、介质层和金属地层，双头箭头形金属贴片层位于介质层的上表面，金属地层位于介质层的下表面；

X/Ku波段双圆极化馈源，包括X/Ku波段线极化喇叭天线和嵌套在X/Ku波段线极化喇叭天线上的3D打印的介质圆极化器。

2.如权利要求1所述的宽频带低剖面双圆极化反射阵天线，其特征在于，所述X/Ku波段双圆极化馈正对平面圆极化反射阵放置，位于平面圆极化反射阵的焦平面位置，距离平面圆极化反射阵的垂直距离为F，平面圆极化反射阵的直径为D，其中，0.6F/D1.3。

3.如权利要求1所述的宽频带低剖面双圆极化反射阵天线，其特征在于，所述X/Ku波段双圆极化馈源中的介质圆极化器采用光敏树脂材料。

4.如权利要求1所述的宽频带低剖面双圆极化反射阵天线，其特征在于，所述反射阵单元呈二维周期性排布在边长为反射阵单元周期长度的正方形网格的中心点上；所述的反射阵单元的周期长度为0.2～0.3个工作波长，具有更小的谐振尺寸，相比于常规尺寸的反射阵单元(约0.5个工作波长)，能够提高反射阵的相位调制精度。

5.如权利要求1所述的宽频带低剖面双圆极化反射阵天线，其特征在于，所述反射阵单元的双头箭头形金属贴片层的形状为双头箭头形，箭头的总长度l、箭头两端的夹角α和箭头金属的宽度w均为固定值，箭头两端分支的长度d为1.3mm至3.5mm范围内的变化值，用于实现不同程度的动态相位补偿；

根据反射阵单元中的双头箭头形金属贴片层的箭头两端分支的长度d在1.3mm至3.5mm范围内的不同取值，将所述的平面圆极化反射阵中的反射阵单元命名为单元1至单元8，对应x(y)方向的反射相位为0°(-180°)、-22.5°(-202.5°)、-45°(-225°)、-67.5°(-247.5°)、-90°(-270°)、-112.5°(-292.5°)、-135°(-315°)、-157.5°(-337.5°)；对单元1至单元8的双头箭头形金属贴片层进行旋转处理，形成3比特右旋圆极化相移状态(0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°)和3比特左旋圆极化相移状态(0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°)的全部组合，共64种相位补偿状态。

6.如权利要求1所述的宽频带低剖面双圆极化反射阵天线，其特征在于，所述反射阵单元的双头箭头形金属贴片形结构能够使单元在两正交方向上的反射相位始终相差180°，从而保证反射前后电磁波的手性不会因为半波损失效应而发生翻转。

7.如权利要求1所述的宽频带低剖面双圆极化反射阵天线，其特征在于，所述反射阵单元中的介质层是相对介电常数为2.94，损耗角正切为0.002的F4B基板。

8.如权利要求1所述的宽频带低剖面双圆极化反射阵天线，其特征在于，所述宽频带低剖面双圆极化反射阵天线在左旋、右旋圆极化激励下的波束指向分别为副瓣电平和交叉极化均在-15dB以下；

在左旋圆极化波束指向为的情况下，所述宽频带低剖面双圆极化反射阵天线的增益下降不超过1dB且轴比小于2dB的共同带宽不低于16％，且轴比带宽极宽；

在右旋圆极化波束指向为(θ＝-30°)的情况下，所述宽频带低剖面双圆极化反射阵天线的增益下降不超过1dB且轴比小于2dB的带宽不低于10％，且轴比带宽极宽。