渐变波纹加载的高增益低散射夹角反射面的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信领域，涉及一种渐变波纹加载的高增益低散射夹角反射面。技术背景
[0002]反射面技术在卫星通信、雷达、射电天文等领域有着广泛的应用。其中，传统的夹角反射面具有结构简单，定向性好等特点。
[0003]但传统的夹角反射面的设计仍存在一些缺陷，这主要体现在以下两个方面:1.传统夹角反射面工作原理是通过两片金属板反射全向馈源天线产生的电磁波，实现提高增益和定向辐射的功能，但辐射的电磁波在辐射口相位不一致，并不能完全校正为平面波，提高增益范围有限。2.传统的夹角反射面天线的反射面之间相互垂直，具有强烈的回波散射特性。上述缺陷限制了此类夹角反射面的应用范围。
[0004]为克服传统夹角反射面增益不足的问题，国内外的专家学者提出了各种设计与方法，例如改变底部直角面结构、反射面内加载半波振子阵列天线、加载超材料吸波体等等，相关技术如 1983 年 IEEE TRANSACT1NS ON ANTENNAS AND PROPAGAT1N, N0.3，Vol.31 刊登了 HASSAN M.ELKAMCHOUCHI 的“Cylindrical and Three-Dimens1nal Corner ReflectorAntennas”的文章，介绍了一种新型角反射天线，传统夹角反射天线的反射面底部夹角一般为直角，文章介绍的天线将传统夹角反射天线底部的直角面转换为圆柱面，起到了会聚反射波的作用，提高了约2dB的增益，但该方法破坏了直角反射面的基本结构，增加了制作工艺的要求。又如 2011 年 IEEE TRANSACT1NS ON ANTENNAS AND PROPAGAT1N, N0.4, Vol.59干丨J登了 Themistoklis D.Dimous1s 等人的 “Design of a Corner-Reflector ReactivelyControlled Antenna for Maximum Directivity and Multiple Beam Forming at 2.4GHz，，的文章，介绍了一种新的馈源天线设计，在反射面内加载半波振子天线阵列，有效增加了该反射面天线的增益，但是该方法是基于馈源天线的改变，反射面的结构和辐射特性并没有改善。
[0005]为克服传统夹角反射面具有强散射特性的问题，2013年，《空军工程大学学报》(自然科学版)第6期，刊登了屈绍波的题为“一种加载超材料吸波体的新型二面角反射器的设计”的文章，文章中公开的二面角反射器，是利用在二面角反射面上加载超材料，通过其吸收特定频率的入射电磁波，从而有效降低反射面的强散射特性，但由于该超材料的窄带特性，限制了其只能在特定频带降低反射面的强散射特性，所以该二面角反射器的应用频带窄，无法消除天线宽频带内的强散射特性。
[0006]为了进一步提高反射面的增益，科研人员研发出了一种在反射面侧边缘设置狭缝的二面角反射面，如2012年的中国专利，授权公告号为CN 101005159B，名称为“天线设备、天线反射器以及引入天线的无线通信单元”的发明，其结构如图1所示，该发明通过设置两相互垂直的反射面，如图1(a)所示，在反射面的侧边缘设置有狭缝，如图1(b)所示，提高天线的前后比，降低了后向辐射，提高了主要辐射方向的增益，从而提高了天线增益，但由于这种结构辐射出的波仍是球面波，导致增益仍不够高，且由于直角反射面的结构没有改变，存在很强的回波散射特性。
【发明内容】
[0007]本发明目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供了一种渐变波纹加载的高增益低散射夹角反射面，用以解决现有夹角反射面增益不够的问题，同时有效降低夹角反射面的回波散射。
[0008]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:一种渐变波纹加载的高增益低散射夹角反射面，包括反射面1，所述反射面I采用规格相同且相互垂直的两块金属板11连接而成的L型结构；在金属板11上设置有波纹结构2，该波纹结构2是由四组高度依次递增的波纹段组成，每组波纹段包含三块金属片，相邻金属片的间距相等，用于对反射波进行相位补偿，同时改变入射波的反射光路。
[0009]上述渐变波纹加载的高增益低散射夹角反射面，反射面I采用矩形金属板材，在其一端的中心设置有用于导线通过的空心半圆12。
[0010]上述渐变波纹加载的高增益低散射夹角反射面，四组波纹段分别为馈电端波纹段21、第一过渡波纹段22、第二过渡波纹段23和辐射端波纹段24，该四组波纹段21，22，23，24的高度分别为 H1、H2、H3 和 H4，H4 > H3 > H2 > HI。
[0011]上述渐变波纹加载的高增益低散射夹角反射面，组成四组波纹段的金属片平行等距排列，垂直焊接在金属板11上，其中馈电端波纹段21距离设置有空心半圆的一端最近。
[0012]上述渐变波纹加载的高增益低散射夹角反射面，两块金属板11设置有空心半圆的一端固定连接，其夹角为90°，四组波纹段21，22，23，24位于夹角面的内侧。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0014]1、本发明由于在反射面的内侧设置有四组高度依次递增的波纹段，改变了电磁波在波纹结构附近的相速度，实现了其相位调节，从而在反射面工作频带内均能提高增益；同时改变了传统夹角反射面对入射光线的反射路径，导致了电磁波无法原路返回，有效地降低了夹角反射面的强散射特性。
[0015]2、本发明的波纹结构由于采用了四组波纹段，每组波纹段包含有三块规格相同而且间距相等的金属片，便于电磁波的相位调节，使反射面在特定频点可以辐射等相位面电磁波，同时易于实际加工与应用。
【附图说明】
[0016]图1是现有的夹角反射面结构示意图；
[0017]图2是本发明的整体结构示意图；
[0018]图3是本发明金属板的结构示意图；
[0019]图4是本发明波纹结构的结构示意图；
[0020]图5是本发明与传统夹角反射面的增益对比图；
[0021]图6是本发明与传统夹角反射面的雷达散射截面值对比图；
[0022]图7是本发明实现相位调节时的电场示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的、解决的技术问题以及技术方案更加清晰，以下结合附图和具体实施例作进一步的描述。
[0024]参照图2，本发明包括反射面I和波纹结构2。
[0025]所述反射面I采用规格相同且相互垂直的两块金属板11固定连接而成的L型结构；在金属板11上设置有波纹结构2，波纹结构2安装于反射面I内侧，该波纹结构2是由四组高度依次递增的波纹段组成，每组波纹段包含三块金属片，相邻金属片的间距相等。在两块金属板