[发明专利]一种双焦点可重构传输阵列天线及其制备方法

权利要求书

1.一种双焦点可重构传输阵列天线的设计方法，该方法基于双焦点可重构传输阵列天线实现，所述双焦点可重构传输阵列天线包括：双焦点传输阵列、馈源阵列和电子开关；馈源阵列包括：放置于传输阵列焦平面的若干馈源；双焦点传输阵列位于馈源阵列的上方，电子开关位于馈源阵列的下方，用于控制馈源阵列中的若干馈源的通断状态；

所述双焦点传输阵列包括：若干层介质基板；所述介质基板之间相互平行，且每层介质基板的上表面等间距地蚀刻了若干小圆环，每层介质基板的下表面蚀刻了与若干小圆环对应的若干大圆环；所述小圆环和大圆环同圆心，形成了双面双圆环结构；

该方法包括：采用指数加权的方法，对两个单焦点传输相位分布进行加权平均，获得双焦点传输阵列天线的相位分布φ_dual-focal，进而获得椭圆形口径的双焦点可重构传输阵列天线，馈源在移动的过程中处于两个焦点之内的范围，降低单焦点传输阵列天线的相位补偿误差；

所述设计方法具体包括：

步骤1)获得第i个单焦点传输阵列天线的传输相位；

所述步骤1)具体包括：

假设在三维坐标系中，馈源的坐标为(x_f,y_f,z_f)，单焦点传输阵列天线位于xoy平面，其中，第i个单焦点传输阵列天线的坐标为(x_i,y_i,0)；假设该单焦点传输阵列天线的传输相位为φ_i(x_i,y_i)，那么辐射波束指向与传输阵列天线的位置(x_i,y_i,0)和传输相位以及馈源的位置(x_f,y_f,z_f)的关系式如下公式(1)所示：

其中，k₀为自由空间中的波数，d_i为馈源与第i个单焦点传输阵列天线之间的距离如下公式(2)所示：

步骤2)根据传输相位公式(1)，获得两个单焦点传输阵列天线的传输相位φ₁和φ₂；

步骤3)采用指数加权的方法，对两个单焦点传输阵列天线的传输相位分布φ₁和φ₂进行加权平均，获得双焦点传输阵列天线的传输相位分布φ_dual-focal；进而获得椭圆形口径的双焦点可重构传输阵列天线；如下公式(5)表示：

其中，φ₁和φ₂为任意两个单焦点传输阵列天线的传输相位分布；A₁为φ₁对应的指数加权系数：A₂为φ₂对应的指数加权系数：

其中，x₁为φ₁对应的第一个单焦点传输阵的焦点位置；x₂为φ₂对应的第二个单焦点传输阵的焦点位置；x和y为阵列单元位置；σ为照射口径。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述每层介质基板的厚度为T，T的范围是0.1-1mm；相邻介质基板之间的距离为H，H的范围是1.5-3mm；小圆环的半径为r，r的范围为0.5-1.1mm；大圆环的半径为R，R＝r+1.2mm，R的范围为1.7-2.3mm；小圆环的宽度和大圆环的宽度均为w，w的范围是0.1-0.5mm；双面双圆环结构实现传输相位为0-400°范围内的一个值。

3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述双面双圆环结构中小圆环半径决定双面双圆环结构的传输相位。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述介质基板为四层。