[发明专利]基于多层FSS结构多功能圆极化转换器阵列、无线通信系统

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种基于多层FSS结构多功能圆极化转换器阵列、无线通信系统；采用加载双圆环形滤波结构的四层十字振子作为阵列单元，在不同频段具有不同的反透射特性；再通过合理调节FSS单元的沿X和Y方向的十字振子的尺寸并将其周期性排列，最后再将线极化馈源天线置于圆极化转换器阵列的正上方并于X轴成45度夹角，设计的圆极化转换器阵列就能够分别在高频段实现前向圆极化辐射波，有效地在同一款圆极化转换器上集成了反射型FSS圆极化转换器和透射型FSS圆极化转换器阵列的功能。本发明的FSS圆极化转换器，功能多样化和智能化程度明显提高，有力地促进了FSS圆极化转换器技术的发展和应用。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于多层FSS结构多功能圆极化转换器阵列、无线通信系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：在无线通信系统中，由于圆极化天线具有抗击雨雪云雾干扰和能够收发任意极化的电磁波等优势，因此备受青睐。圆极化转换器作为一种能够将馈源天线的线极化电磁波转换为圆极化电磁波的微波器件，很好适应了各种通信天线系统的需要。近年来，各种形式的圆极化转换器被设计出来，并广泛应用于卫星通信、雷达和电子对抗等通信领域。在这些设计方法中，由于多层频率选择表面(FrequencySelective Surface，FSS)结构的圆极化转换器具有结构简单、易于加工和实现等优点，已经获得了广泛的实际应用。

根据FSS种类的不同，传统的FSS圆极化转换器主要分为反射型FSS圆极化转换器和透射型FSS圆极化转换器等两大类。其中，反射型FSS圆极化转换器是将馈源天线发出的线极化入射波转换为圆极化反射波；透射型FSS圆极化转换器是将馈源天线发出的线极化入射波转换为圆极化透射波。基于FSS结构的圆极化转换器主要是通过合理调节FSS的结构参数，在正交方向上产生不同的幅度和相位响应，当FSS在正交方向上同时满足幅度相等和相位相差90度，就能够将馈源的线极化入射波转换为圆极化辐射波。然而，传统的FSS圆极化转换器功能比较单一固化，只能实现单向极化转换，而且其极化转换方向主要取决于采用FSS的类型。如果采用反射型FSS，则圆极化器的极化转换方向为后向反射方向(即反射型FSS圆极化转换器)；如果采用透射型FSS，则圆极化器的极化转换方向为前向透射方向(即透射型FSS圆极化转换器)。

虽然现有的FSS圆极化转换器技术已经获得了广泛的应用，但随着无线通信系统的智能化和集成化的日益普遍，远程通信系统迫切要求一款FSS圆极化转换器能够集反射型FSS圆极化转换器和透射型FSS圆极化转换器的功能于一身，实现极化转换方向的灵活调控，以便于该圆极化器能够同时应用于多种不同的通信技术场合，但通过现有方法技术实现该要求非常困难。

综上所述，现有技术存在的问题是：传统的FSS圆极化转换器功能比较单一固化，只能实现单向极化转换，一旦采用的FSS类型被确定了，相应的极化转换方向就随之确定了。进一步说，如果采用反射型FSS，则圆极化器的极化转换方向为后向反射方向；如果采用透射型FSS，则圆极化器的极化转换方向为前向透射方向。由传统的FSS圆极化转换器造成的技术缺陷是：功能单一固化，无法实现极化转换方向的灵活调控，不能同时应用于多种通信技术场合。

解决上述技术问题的难度和意义：首先，解决上述技术问题的难度在于如何设计一种能够集反射型FSS圆极化转换和透射型FSS圆极化转换功能于一身的多功能FSS。其次，解决上述技术问题的意义在于：实现FSS圆极化转换器的多功能性，能够根据技术现场需要灵活地调控极化转换方向，并且避免了不同通信技术场合使用不同类型的FSS圆极化转换器(反射型FSS圆极化转换器或透射型FSS圆极化转换器)的麻烦，有力促进了FSS圆极化转换器技术的发展和进步。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于多层FSS结构多功能圆极化转换器阵列、无线通信系统。