[发明专利]一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线

说明书

本发明公开了一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线，涉及微波通信技术领域。与传统高功率容量天线相比，该天线采用频带大小不同且交错排布的椭圆贴片作为辐射贴片，克服了传统高功率容量天线带宽窄导致口径利用率低的限制，其可以在双频带内实现高功率容量微波的辐射，反射阵列的布阵灵活且易于共形，摆脱了由于插入损耗而造成天线效率的限制，其效率更高；与已有双频带贴片反射阵列天线相比，该天线采用椭圆贴片天线单元作为辐射单元，避免了贴片开槽、缝的突变形结构引起的场强集中，同时，将辐射贴片埋设于介质板内的同一介质层，提升了反射阵列天线的功率容量。

技术领域

本发明涉及微波通信技术领域，具体而言，涉及一种高功率容量双频带椭圆贴片反射阵列天线。

背景技术

高功率容量微波天线的作用是将高功率微波源输出的能量定相地辐射到自由空间，是高功率微波系统的关键组成部分。随着高功率微波技术的发展与应用，高功率容量阵列天线得到了广泛的研究，总的来说，这些研究主要致力于提高天线工作频率[C.-W.Yuan,S.-R.Peng,T.Shu,Z.-Q.Li,and H.Wang,Designs and Experiments of a Novel RadialLine Slot Antenna for High power Microwave Application,IEEE Trans.AntennasPropag.,vol.61,no.10,pp.4940-4946,2013.]、改善天线功率容量[Y.Liang,J.Zhang,Q.Liu,and X.Li,High power Dual-Branch Helical Antenna,IEEE AntennasWireless Propag.Lett.,vol.17,no.3,pp.472-475,2018.]、实现波束扫描[L.Guo,W.Huang,C.Chang,J.Li,Y.Liu,and R.Meng,Studies of a Leaky-Wave Phased ArrayAntenna for High power Microwave Applications,IEEE Trans.Plasma Sci.,vol.44,no.10,pp.2366-2375,2016.]，这些技术提升了高功率容量天线的性能，但是它们的可用带宽通常比较窄，导致它们的口径利用率较低。

将双频或多频带技术引入高功率微波领域，是提升高功率容量天线口径利用率的手段之一。贴片反射阵列天线结合了抛物面天线和相控阵天线的优点，具有重量轻、布阵灵活且易于共形、能够实现双/多频带的特点。单层双频带贴片反射阵列天线由于具有加工成本低、能避免双层单元间的遮挡损耗的优势被广泛研究。其中，比较有代表性的单层双频天线有：分别旋转内外环实现高低频相位调整的开缝双环天线[T.Smith,U.Gothelf,O.S.Kim,and O.Breinbjerg,Design,Manufacturing,and Testing of a 20/30-GHzDual-Band Circularly Polarized Reflectarray Antenna,IEEE Antennas WirelessPropag.Lett.,vol.12,pp.1480-1483,2013.]、改变矩形边长进行调相的矩形环加开缝矩形贴片天线[Z.Hamzavi-Zarghani and Z.Atlasbaf,A New BroadBand Single-LayerDual-Band Reflectarray Antenna in X-and Ku-Bands,IEEE Antennas WirelessPropag.Lett.,vol.14,pp.602-605,2015.]、调整相位延迟线长度实现高低频调相的开缝圆贴片加双相位延迟线天线[R.S.Malfajani and Z.Atlasbaf,Design andImplementation of a Dual-Band Single Layer Reflectarray in X and K Bands,IEEE Trans.Antennas Propag.,4425-4431,2014.]，这些天线均实现了双频带的定向辐射，但是，由于采用突变形贴片结构，易引起局部场强集中，导致天线的功率容量较低，限制了双频带贴片天线在高功率容量微波领域的应用。