[发明专利]一种反射型双频带双旋向微波段线-圆极化转换器

说明书

本发明公开一种反射型双频带双旋向微波段线‑圆极化转换器。本极化转换器由单元结构周期性排列而成。单元结构为三层结构，下层是整面金属层，中间是介质层，上层是由方形金属层和切角的方形环组成的金属图案层。该反射型线‑圆极化转换器在两个频带内高效地将x（y）极化波分别在10.6GHz‑14.0GHz频段内转换为右(左)旋圆极化波，在17.8GHz‑21.1GHz频段内转换为左（右）旋圆极化波。本发明结构简单，便于加工。本发明所阐述的反射型双频带、双旋向线‑圆极化转换器可以应用在卫星通信、电子侦查以及广播电视等领域。

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体是一种反射型双频带双旋向微波段线-圆极化转换器。

背景技术

随着无线通信技术的发展，圆极化天线在通信、电子对抗、电子侦查以及广播电视等方面有着重要的应用。天线只能接收与自身极化方式相同的电磁波。若天线圆极化方向是左旋，则无法接收右旋圆极化波。同理，如果天线圆极化的方向是右旋，则无法接收左旋圆极化波。由于旋向相反的两个圆极化波可以合成任意极化形式的电磁波，圆极化天线可以接收任何极化形式的电磁波信号。所以，圆极化波可以被各种极化方式的天线接收。目前，移动通信领域的天线基本都是线极化天线。在电磁波传播过程中，由于反射和折射等无线环境中多径效应的影响，主极化方向上的电磁波会有一部分耦合到交叉极化。为适应移动通信发展需求，天线产品形态不断演进，将线极化转换为圆极化具有广泛的应用价值。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种反射型双频带双旋向微波段线-圆极化转换器，能够将x（y）方向的线极化波在不同频带内分别转换为右(左)旋圆极化波和左（右）旋圆极化波。本发明结构简单，加工难度小，成本低。

技术方案：为了实现本发明目的，本发明采用的技术方案为：一种反射型反射型双频带双旋向微波段线-圆极化转换器，该转换器由同一水平面内周期性排列的N×N个极化转换单元组成，其特征在于,所述极化转换器单元从下到上依次包括整面金属层（3）、介质层（2）、金属图案层（1）。其中所述介质层用于和金属图案层组合对入射太赫兹波形成谐振,所述连续金属层用于获得反射波,所述金属图案层用于和中间介质层组合对入射太赫兹波形成谐振。

进一步的，所述金属图案层包括方形金属层和切角的方形环,所述方形金属层和切角的方形环,所述方形金属层和缺角的方形环对入射电磁波进行极化类型的转换。

进一步的，所述金属图案层(1)和整面金属层（3）的厚度为0.017mm,金属材料可为金、银、铜等，也可以是具有与金、银、铜相当导电率的导电材料

进一步的，所述的介质层（2）尺寸为6mm×6mm×2mm，且可在该尺寸的基础上上下浮动0.1mm。材料采用介电常数为2.2-4.4的任意材料，损耗正切值在0.001-0.02之间。

进一步的，所述金属图案层（1）外围方环为边长为5mm ,内围半径为3mm,左下角两边切去2.5mm长度的方形环，中间为方形为2mm，且可在该尺寸的基础上上下浮动0.1mm。

进一步的，具备双频带，且具备双旋向，即两个频段的旋向正好相反。

1、本发明将方形金属和缺角谐振方环相结合，使得x（y）极化波不同频带内转换为右(左)旋圆极化波和左（右）旋圆极化波。

2、本发明设计在非谐振式通带频率选择表面的理论基础上通过等效电路的方法对单元的尺寸，缺角方环的尺寸，金属图案的中间方形尺寸和介质层的厚度进行设计，可用同一电路对工作于不同频带的频率选择表面进行设计。

附图说明

图1为本发明一种反射型双频带双旋向微波段线-圆极化转换器的三维结构示意图；

图2为本发明一种反射型双频带双旋向微波段线-圆极化转换器的单元结构俯视图图；