一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线

本发明属于电磁场与微波，具体涉及一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线。

背景技术：

1、透射阵天线具有高增益、平面化、低成本等优点，其概念一经提出就受到了工业界和学术界的广泛关注；此外，与线极化(lp)波相比，圆极化(cp)波在降低极化失配效应和对抗多径干扰方面更有效。因此，圆极化(cp)天线被广泛应用于各种微波系统中，譬如：卫星通信、全球导航系统和遥感等。圆极化滤波透射阵天线(circularlypolarizedfilteringtransmitarrayantenna，cpfta)是在透射阵天线基础上提出的一种具有滤波特性的天线。相较于传统的透射阵天线，圆极化滤波透射阵天线通过滤波天线可以同时获得高效辐射和抑制不良信号的性能；圆极化滤波透射阵天线(cpfta)可采用圆极化天线作为其馈源天线，圆极化敏感频率选择面作为其透射阵。但是，圆极化馈源天线通常存在结构复杂、实现繁琐等缺点。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，解决了现有技术中圆极化馈源天线结构复杂、实现繁琐的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，包括：

4、馈源天线，用于辐射出线极化电磁波；

5、透射阵，所述透射阵采用了天线-滤波器-天线技术的频率选择表面(afa fss)单元；天线-滤波器-天线频率选择表面(afafss)的周期单元从底端到顶端依次由一个矩形滤波贴片天线作为线极化接收天线、两个级联基片集成波导(siw)谐振腔作为滤波器和一个宽带圆极化天线作为圆极化发射天线构成的层级金属结构。

6、进一步地，所述馈源天线采用线极化矩形波导喇叭天线以实现线极化电磁波辐射。

7、进一步地，所述圆极化发射天线设置在第一介质基板上，所述线极化接收天线设置在第二介质基板上，两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器位于所述第一介质基板和所述第二介质基板之间。

8、进一步地，所述第一介质基板下表面与中间两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器的上表面之间通过第一粘合层粘合连接，所述第二介质基板上表面与中间两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器的下表面之间通过第二粘合层粘合连接。

9、进一步地，所述线级化接收天线上蚀刻有一个对称u形槽，所述圆级化发射天线上蚀刻有一个非对称u形槽。

10、进一步地，所述线级化接收天线和所述圆级化发射天线上设置有中空的金属管，两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器上设置有通孔；两个中空的金属管与两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器上的通孔相连接。

11、进一步地，两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器上位于通孔一侧设置有矩形槽，两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器通过矩形槽实现级联。

12、进一步地，通过旋转所述圆级化发射天线来实现相位补偿。

13、进一步地，所述第一粘合层和所述第二粘合层采用半固化片。

14、进一步地，天线-滤波器-天线频率选择表面(afafss)单元是一种孔径耦合型结构，底部线极化接收天线接收的能量由通孔耦合至顶部圆极化发射天线。

15、本发明的有益效果：

16、1、本发明基于透射阵天线技术，将天线-滤波器-天线频率选择表面(afa fss)作为其透射阵，该透射阵同时具有空间滤波器、线极化-圆极化波变换器和相位补偿器等电磁调控功能。

17、2、天线具有高增益、窄波束等特性，在天线-滤波器-天线频率选择表面(afa fss)通带范围内可实现圆极化波辐射。

18、3、通过适当地旋转数百个天线-滤波器-天线频率选择表面(afafss)的发射天线来实现相位补偿，可形成高增益圆极化辐射波束。

技术特征：

1.一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，所述馈源天线采用了线极化矩形波导喇叭天线以实现线极化电磁波辐射。

3.根据权利要求1所述的一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，所述圆极化发射天线设置在第一介质基板上，所述线极化接收天线设置在第二介质基板上，两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器位于所述第一介质基板和所述第二介质基板之间。

4.根据权利要求3所述的一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，所述第一介质基板下表面与中间两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器的上表面之间通过第一粘合层粘合连接，所述第二介质基板上表面与中间两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器的下表面之间通过第二粘合层粘合连接。

5.根据权利要求4所述的一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，所述线级化接收天线上蚀刻有一个对称u形槽，所述圆级化发射天线上蚀刻有一个非对称u形槽。

6.根据权利要求3所述的一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，所述线级化接收天线和所述圆级化发射天线上设置有中空的金属管，两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器上设置有通孔；两个中空的金属管与两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器上的通孔相连接。

7.根据权利要求6所述的一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器上位于通孔一侧设置有矩形槽，两个级联基片集成波导(siw)谐振腔滤波器通过矩形槽实现级联。

8.根据权利要求1所述的一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，通过旋转所述圆级化发射天线来实现相位补偿。

9.根据权利要求4所述的一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，所述第一粘合层和所述第二粘合层采用半固化片。

10.根据权利要求7所述的一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，其特征在于，天线-滤波器-天线频率选择表面(afa fss)单元是一种孔径耦合型结构，底部线极化接收天线接收的能量由通孔耦合至顶部圆极化发射天线。

技术总结
本发明属于电磁场与微波技术领域，公开一种采用线极化馈源的圆极化滤波透射阵天线，包括馈源天线，用于辐射出线极化电磁波；透射阵，所述透射阵采用了天线‑滤波器‑天线技术的频率选择表面(AFAFSS)单元；天线‑滤波器‑天线频率选择表面(AFAFSS)的周期单元从底端到顶端依次由一个矩形滤波贴片天线作为线极化接收天线、两个级联基片集成波导(SIW)谐振腔作为滤波器和一个宽带圆极化天线作为圆极化发射天线构成的层级金属结构。本发明天线集成了滤波器、线极化‑圆极化波转换和高增益辐射器的多功能，通过旋转数百个AFAFSS单元的发射天线可实现适当的相位补偿、从而形成高增益CP辐射波束，同时AFAFSS具有滤波和线极化‑圆极化波转换等功能。

技术研发人员：朱熙铖,葛莹,陶正壮,肖凌峰
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12