[发明专利]一种数字编码全息天线及其调控方法

权利要求书

1.一种数字编码全息天线，包括控制电路，其特征在于，还包括径向波导，所述径向波导包括顶层金属板及底层金属板，所述顶层金属板的上表面加载偶极子辐射单元，顶层金属板的上表面中间位置刻蚀一个圆孔，探针通过圆孔深入径向波导中耦合径向电磁波能量，激励偶极子辐射单元辐射；

所述底层金属板设置同轴馈电结构，所述同轴馈电结构包括同轴线，所述同轴线内芯接顶层金属板，外芯接底层金属板，信号由SMA头馈入，在径向波导中心处向外径向传播柱面电磁波；

径向波导的周围加载四块超材料吸收边界，四块超材料吸收边界围成方形，且与顶层金属板及底层金属板构成空腔，所述偶极子辐射单元包括偶极子单元阵列，每个偶极子单元加载射频开关，所述射频开关与控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种数字编码全息天线，其特征在于，所述超材料吸收边界为周期性排列的亚波长结构。

3.根据权利要求1所述的一种数字编码全息天线，其特征在于，所述控制电路包括相互连接的FPGA芯片与直流偏置电路，所述直流偏置电路通过施加直流偏置电压控制射频开关的通断。

4.根据权利要求1所述的一种数字编码全息天线，其特征在于，所述顶层金属板及底层金属金属板的结构尺寸均相同。

5.根据权利要求1所述的一种数字编码全息天线，其特征在于，顶层金属板与底层金属板之间距离小于二分之一导波波长。

6.根据权利要求1所述的一种数字编码全息天线，其特征在于，所述射频开关为PIN二极管或变容二极管。

7.根据权利要求1所述的一种数字编码全息天线，其特征在于，每个偶极子单元通过耦合馈线与探针连接，所述耦合馈线加载射频开关。

8.根据权利要求1所述的一种数字编码全息天线，其特征在于，所述径向波导为矩形。

9.根据权利要求7所述的一种数字编码全息天线，其特征在于，所述探针为0.2个导波波长。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的一种数字编码全息天线的调控方法，其特征在于，采用基于幅度加权公式的调控方法，具体为：

根据幅度加权技术以及预设目标波的波束方位角和俯仰角写出自由空间中目标波的单元激励连续幅度加权公式：

；

其中θ₀、φ₀为天线预设的波束指向，φ_r为在极坐标系中，辐射单元在径向波导上表面上相对于x轴的方位角，k₀为自由空间中的波数；

获得径向波导顶层金属板的每个偶极子单元的加权幅度，并对加权幅度中的值采用判决公式进行判决，最后得到矩阵元素值只有0和1；

当矩阵元素值为1时，施加射频开关的直流偏置电压大于其导通阈值，导通对应射频开关，元素值为0时施加的直流偏置电压小于其导通阈值，断开对应射频开关，实现预设目标波波束方向。