超宽带圆极化平面反射阵天线的设计方法与流程

文档序号:22242740发布日期:2020-09-15 19:57阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种超宽带圆极化平面反射阵天线的设计方法,其特征在于,该方法基于单层双箭头pb超表面进行设计,该方法包括如下步骤:

步骤s1、基于琼斯矩阵从理论上推导高效反射pb单元在宽带范围内的高效实现条件,并建立宽带pb超表面工作方程;

步骤s2、结合所述宽带pb超表面工作方程,基于旋转对称性和多模谐振特征,设计出单层双箭头pb超表面单元,实现超宽带特性,且在超宽带范围12ghz-18ghz内所述超表面单元的效率大于0.9,其单元尺寸为0.4λ0,其厚度为0.16λ0,其中λ0为中心频率的自由空间波长;

步骤s3、基于所述单层双箭头pb超表面单元设计聚集超表面宽带透镜,并使得所述聚集超表面宽带透镜在13.5ghz-18.5ghz范围内实现超宽带波束汇聚;

步骤s4、采用阿基米德螺旋天线作为天线馈源,对所述聚集超表面宽带透镜进行馈电,得到所述圆极化反射阵天线。

2.根据权利要求1所述的超宽带圆极化平面反射阵天线的设计方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述单层双箭头pb超表面单元由上层双箭头谐振贴片、中间介质层以及下层金属地板构成。

3.根据权利要求2所述的超宽带圆极化平面反射阵天线的设计方法,其特征在于,所述中间介质层采用厚度为h=3mm,介电常数为2.65的f4b基板构成。

4.根据权利要求3所述的超宽带圆极化平面反射阵天线的设计方法,其特征在于,所述单层双箭头pb超表面单元的周期尺寸px×py=8mm×8mm,t=0.55mm,b=2.5mm。

5.根据权利要求1所述的超宽带圆极化平面反射阵天线的设计方法,其特征在于,所述步骤s3中,所述聚集超表面宽带透镜的中心频率设置为f0=16ghz,焦距设置为l=70mm。

6.根据权利要求5所述的超宽带圆极化平面反射阵天线的设计方法,其特征在于,所述聚集超表面宽带透镜由20×20个所述单层双箭头pb超表面单元构成,所述聚集超表面宽带透镜尺寸为160×160mm2


技术总结
本发明提供一种基于单层双箭头PB超表面的超宽带圆极化平面反射阵天线的设计方法,该方法包括基于琼斯矩阵从理论上推导高效反射PB单元在宽带范围内的高效实现条件,并建立宽带PB超表面工作方程;基于旋转对称性,在超宽带范围12GHz‑18GHz内制作出超表面单元;使得所述聚集超表面宽带透镜在13.5GHz‑18.5GHz范围内实现聚焦;采用阿基米德螺旋天线作为天线馈源,对所述聚集超表面宽带透镜进行馈电,得到所述圆极化平面反射阵天线。与相关技术相比,本发明的基于单层双箭头PB超表面的圆极化平面反射阵天线带宽大,厚度小,圆极化纯度高,成本低。

技术研发人员:贾冰;张屾
受保护的技术使用者:陕西宛鸣信息科技有限公司
技术研发日:2020.06.04
技术公布日:2020.09.15
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