一種反射陣天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通訊領域，特別涉及一種反射陣天線。
【背景技術】
[0002]近年來微帶反射陣天線技術結(jié)合了拋物面天線和微帶陣列天線的突出特點，在雷達和通訊領域得到廣泛的發(fā)展和應用。反射陣天線的優(yōu)勢在于不需要復雜的饋電網(wǎng)絡，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的輻射效率，此外，反射陣天線設計加工更加方便、質(zhì)量輕、成本低。然而反射陣天線也有一些不足之處，其中最突出的就是它的帶寬相對比較窄，一般低于10%。引起反射陣天線帶寬低的原因有兩個:第一是微帶天線單元本身的窄帶特性，第二是饋源與各個反射單元之間路徑的電長度不是常數(shù)，受頻率的影響比較大。在設計小尺寸或者中等尺寸口徑的反射陣天線時(請參見參考文獻1:Ming-Yang Zhao, Guang-Qiu Zhang, XueLei, Jun-Moffu, and J1-Yong Shang, “Broadband Reflectarray Antenna IncorporatingDisk Elements With Attached Phase-Delay Lines，，IEEE Antennas Wireless Propag.Lett.，vol.12，pp.356 - 359，2013)，主要考慮第一個原因，通過提高微帶天線單元本身的帶寬來提高反射陣天線的帶寬。
[0003]在設計中等尺寸的反射陣天線時，為了克服頻帶窄的缺點，前人已經(jīng)提出了很多種方法，如多諧振結(jié)構(gòu)的反射單元、相位延遲線型反射單元和多層結(jié)構(gòu)的反射單元。從結(jié)構(gòu)加工方面上考慮，多諧振結(jié)構(gòu)的反射單元和相位延遲線型反射單元有一定的優(yōu)勢?，F(xiàn)有技術提出了一些相位延遲線型反射單元能提高反射陣天線的帶寬(請參見參考文獻2:H.Hasani, M.Kamyab, and A.Mirkamali, “Low cross-polarizat1n reflectarrayantenna,，，IEEE Trans.Antennas Propag., vol.59, n0.5, pp.1752 - 1756, May2011 以及參考文南犬 Iman Derafshi, Nader Komjani, and Mohammad Mohammadirad, “A Single-LayerBroadband Reflectarray Antenna by Using Quas1-spiral Phase Delay Line,，，IEEEAntennas Wireless Propag.Lett., vol.14, pp.84 - 87, 2015) 0 所提出的相位延遲線型反射單元采用的諧振結(jié)構(gòu)為圓形貼片結(jié)構(gòu)或者多圓環(huán)結(jié)構(gòu)，增益帶寬特性有所提高，但是并不特別顯著，同時還要處理交叉極化分量較大的問題，使得相位延遲線單元型微帶反射陣天線還存在一定的局限性。與此同時，雙開縫圓環(huán)結(jié)構(gòu)的反射單元在圓極化反射陣天線中得以應用(請參見參考文獻3:Ming-Yang Zhao, Guang-Qiu Zhang, XueLei, Jun-Moffu, and J1-Yong Shang, “Broadband Reflectarray Antenna IncorporatingDisk Elements With Attached Phase-Delay Lines，，IEEE Antennas Wireless Propag.Lett.，vol.12，pp.356 - 359，2013)，帶寬可以達到30%左右。以現(xiàn)有的技術，線極化反射陣天線很難達到如此的帶寬，這就大大限制了線極化反射陣天線的實際應用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，雙開縫圓環(huán)結(jié)構(gòu)與相位延遲線型單元相結(jié)合的方法可以提高線極化反射陣天線的帶寬，但是反射陣天線的低頻特性相對較差，導致增益帶寬很難有進一步的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服已有的反射陣天線的低頻特性相對較差的缺陷，從而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)更高帶寬的反射陣天線。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種反射陣天線，所述反射陣天線包括:饋源角錐喇叭和反射面陣列；
[0006]所述反射面陣列由多個天線單元以鏡面對稱的方式依次周期排列而成；
[0007]所述天線單元包括微帶貼片和底板，所述微帶貼片位于底板之上；所述微帶貼片進一步包含:嵌套放置的三個圓環(huán)，及兩條相位延遲線；其中，所述三個圓環(huán)上分別設置兩個相對于中心對稱的縫隙；所述的兩條相位延遲線成圓弧形，分別與位于微帶貼片的外圓環(huán)上的微帶短線相連，且所述微帶短線的連線與天線極化方向平行。
[0008]上述技術方案中，所述的三個開縫的圓環(huán)嵌套組合，且內(nèi)圓環(huán)的縫隙連線和外圓環(huán)的縫隙連線垂直于天線極化方向，中間圓環(huán)的縫隙連線平行于天線極化方向。
[0009]上述技術方案中，兩條圓弧形的相位延遲線的長度和寬度相同，相對于圓環(huán)的圓心中心對稱，且通過改變兩條相位延遲線的長度進而補償路徑引起的相位差。
[0010]上述技術方案中，所述底板包括如下三層結(jié)構(gòu):介質(zhì)基板、泡沫層和接地板；
[0011]其中，所述微帶貼片采用鏡面對稱的方式布放于所述介質(zhì)基板的上表面，且所述介質(zhì)基板的下表面與所述泡沫層的上表面接觸，所述泡沫層的下表面與所述接地板相接觸。
[0012]上述技術方案中，所述天線單元的周期尺寸小于0.5倍的工作波長。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0014]本發(fā)明能夠結(jié)合不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢來實現(xiàn)更高帶寬的反射陣天線。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的反射陣天線中的反射面陣列的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的反射陣天線中的微帶貼片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3(a)是本發(fā)明的反射陣天線中的天線單元的正視圖；
[0018]圖3(b)是本發(fā)明的反射陣天線中的天線單元的側(cè)視圖；
[0019]圖4是相位延遲線長度與反射相位的關系曲線圖；
[0020]圖5是本發(fā)明的反射陣天線的設計原理圖；
[0021]圖6為10GHz和9GHz時，反射陣天線E面的主極化和交叉極化的輻射方向圖；
[0022]圖7為10GHz和9GHz時，反射陣天線Η面的主極化和交叉極化的輻射方向圖；
[0023]圖8為不同頻率下反射陣天線最大增益的曲線圖。
【具體實施方式】
[0024]現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0025]本發(fā)明的反射陣天線包括:饋源角錐喇叭、反射面陣列；所述饋源角錐喇叭放置于反射面陣列中心的正上方；其中，
[0026]所述反射面陣列由多個天線單元以鏡面對稱的方式依次周期排列而成；
[0027]所述天線單元較現(xiàn)有的相位延遲線型反射單元有所改進，具體包括:微帶貼片、底板；所述微帶貼片位于底板之上；如圖2所示，所述微帶貼片進一步包含:嵌套放置的三個圓環(huán)，及兩條