[发明专利]一种回字型嵌套折线型结构的超表面反射阵天线单元

说明书

本发明公开了一种回字型嵌套折线型结构的超表面反射阵天线单元，具有结构简单、小型化、损耗低的优点，且具备较大相移范围。该天线单元，天线单元包括四层结构，四层结构由上自下分别为金属贴片、介质层、空气层以及金属底板；四层结构有定位介质柱固定。金属贴片为回字型框架结构，包括外围折线框和内围方框。外围折线框为双环框架结构，包括内环和外环，外环为正方形环，外环的每条边上每隔设定的间隔向外弯折一个矩形折线框，内环为正方形换，内环的每条边上每隔设定的间隔向外弯折一个矩形折线框。

技术领域

本发明涉及圆极化反射阵天线技术领域，具体涉及一种回字型嵌套折线型结构的超平面。

背景技术

微带反射阵天线是由馈源天线和平面反射阵列组合而成的，将馈源放置在平面反射阵的焦点处，通过补偿每个单元的相位，将馈源天线发出的球面波转换为平面波发射出去，从而实现增益的提升。微带反射阵天线可应用于卫星通信，微波遥感、深空探测等远距离通信领域。

微带反射阵天线结合了抛物面天线和阵列天线的以下优点：

(1)将抛物面天线的曲面结构平面化，重量较轻，体积较小。

(2)结构比较简单，易于共形且利于加工。

(3)不需要阵列天线中昂贵的馈电网络，因此成本较低。

(4)通过单元的设计可以实现多波束以及波束扫描等功能。

微带反射阵天线具备上述的众多优点，且应用场景广泛。因此对于微带反射阵天线的研究具有十分重要的意义。

相比于线极化天线，圆极化天线可以更好的应对环境的变化并且可以在任何极化方式以及空间环境中接收电磁波，因此，对于圆极化天线的研究具有非常重要的意义。

在天线领域，超表面结构可以发挥重要的作用。超表面是超材料的二维形式，是由一系列亚波长结构进行周期或非周期排列组成的。如何将超表面单元应用于反射阵天线的设计中，是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种回字型嵌套折线型结构的超表面反射阵天线单元，具有结构简单、小型化、损耗低的优点，且具备较大相移范围。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种回字型嵌套折线型结构的超表面反射阵天线单元，天线单元包括四层结构，四层结构由上自下分别为金属贴片、介质层、空气层以及金属底板；四层结构有定位介质柱固定。

金属贴片为回字型金属框架结构，包括外围折线框和内围方框。

外围折线框为双环框架结构，包括内环和外环，外环为正方形环，外环的每条边上每隔设定的间隔向外弯折一个矩形折线框，内环为正方形换，内环的每条边上每隔设定的间隔向外弯折一个矩形折线框。

进一步地，矩形折线框的长度在0.1m至1mm之间。

进一步地，外环上矩形折线框的数量为7个，内环上矩形折线框的数量为3个。

进一步地，外围折线框的外包矩形为边长为6.9mm的正方形，内围方框边长为1.4mm。

进一步地，介质层厚度为3.5mm，空气层厚度为1.5mm。

进一步地，内环、外环和内围方框的边宽均为0.12mm；外围折线框上内环和外环之间间隙为0.13mm；矩形折线框的中间间隙宽度为0.13mm。

有益效果：