[发明专利]一种高性能波束赋形天线及波束赋形方法

权利要求书

1.一种高性能波束赋形天线，其特征在于：包括阵列天线(1)和位于阵列天线(1)周围的赋形结构(2)，所述的赋形结构(2)用于改变阵列天线(1)周围近场的幅度和相位分布，所述的赋形结构(2)为金属贴片或金属网格或金属齿槽或一定介电常数的介质。

2.根据权利要求1所述的一种高性能波束赋形天线，其特征在于：所述一定介电常数的介质的介电常数范围为＞2。

3.根据权利要求1或2所述的一种高性能波束赋形天线，其特征在于：所述的阵列天线(1)为波导喇叭阵列或偶极子天线阵列或贴片天线阵列或缝隙天线阵。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高性能波束赋形天线，其特征在于：所述的金属齿槽的形状为矩形台阶状或三角锯齿状或圆弧状。

5.利用权利要求4所述的一种高性能波束赋形天线进行波束赋形的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)确定扇区阵列天线(1)的波束宽度k_c：

k_c＝2πsinθ_c/λ； 公式1

其中：λ为高性能波束赋形天线的工作波长，θ_c为阵列天线(1)对应扇形波束截止角度；

2)获得阵列天线(1)在天线近场区沿X轴方向的第一零点位置x₀：

x₀＝π/k_c 公式2

3)设计赋形结构(2)的形状，使得阵列天线(1)的近场相位在区间(0,x₀)，(x₀,2x₀)，(2x₀,3x₀)按照0～180°交替分布，所有相位分布关于x＝0点对称分布；

4)调节阵列天线(1)相对于赋形结构(2)的高度，使得近场幅度的分布更接近归一化天线口面场|f(x)|的模，从而得到具有明显的矩形下降特性的远场分布F(k)，

F(k)＝(2π/k_c)×(u(k+k_c)-u(k-k_c)) 公式3

其中，k为传播常数，u(k)为阶跃函数，k与远场方向图中θ的关系为k＝2πsinθ/λ，θ为俯仰角。