[发明专利]双极化双模涡旋反射阵天线

权利要求书

1.一种双极化双模涡旋反射阵天线，其特征在于，包括：线极化馈源和反射阵面；

所述反射阵面朝向所述线极化馈源的一面，设置有第一区域和同心围绕所述第一区域的第二区域；

所述第一区域内设置有多个用于相位补偿的第一反射阵列单元，所述第一反射阵列单元，在朝向所述线极化馈源的方向上，依次层叠设置有第一金属反射地板和第一介质基板，所述第一介质基板的用于反射相位的表面设置有第一贴片，所述第一贴片具有对所述线极化馈源发出的入射电磁波的相位补偿的作用；

所述第二区域内设置有多个用于相位补偿、极化旋转的第二反射阵列单元，所述第二反射阵列单元，在朝向所述线极化馈源的方向上，依次层叠设置有第二金属反射地板和第二介质基板，所述第二介质基板的用于反射相位的表面设置有第二贴片，所述第二贴片具有对所述线极化馈源发出的入射电磁波的相位补偿以及极化旋转的作用；

调节所述第一反射阵列单元和/或所述第二反射阵列单元的幅度以及相位，以使不同区域的涡旋电磁波模态不同；调节第一区域和第二区域的半径，以使不同的所述涡旋电磁波模态的波束发散角相等。

2.根据权利要求1所述的双极化双模涡旋反射阵天线，其特征在于，所述第一反射阵列单元，在朝向所述线极化馈源的方向上，依次层叠设置有所述第一金属反射地板、第一空气层和所述第一介质基板。

3.根据权利要求1所述的双极化双模涡旋反射阵天线，其特征在于，所述第一贴片为用于反射相位的金属图形的结构，所述金属图形包括：一个方形金属环以及内嵌在所述方形金属环内的一个八边形金属片；

所述第一反射阵列单元通过第一贴片上的图形的尺寸变换对反射电磁波的相位进行调制，以使天线对入射的线极化电磁波具有涡旋和汇聚能力。

4.根据权利要求3所述的双极化双模涡旋反射阵天线，其特征在于，所述第一贴片的所述方形金属环的长度从0.05λ到1λ变化，其中λ为真空中入射波的波长，所述方形金属环的宽度取0.005～0.1λ，所述八边形金属片片的中心到各顶点的距离满足l₂＝(l₁-w₁)*k/2,其中l₁是方形金属环的长度，w₁是方形金属环的宽度，k取0.5～1；通过调整方形金属环的长度，实现对第一反射阵列单元的反射相位的调节。

5.根据权利要求1所述的双极化双模涡旋反射阵天线，其特征在于，所述第二反射阵列单元，在朝向所述线极化馈源的方向上，依次层叠设置有所述第二金属反射地板、第二空气层和所述第二介质基板。

6.根据权利要求1所述的双极化双模涡旋反射阵天线，其特征在于，所述第二贴片为用于反射相位的金属图形的结构，所述金属图形包括一个线性金属条和分别位于所述线性金属条两端点处的W型金属条，所述线性金属条位于金属图形所在面的对角线；

所述第二反射阵列单元通过第二贴片的图形的尺寸变换以及旋转，从而对反射电磁波的相位进行调制，以使天线对入射的线极化电磁波具有涡旋和汇聚能力。

7.根据权利要求6所述的双极化双模涡旋反射阵天线，其特征在于，所述第二贴片上的线性金属条，旋转角度为45°或者135°，所述线性金属条的长度取0.05λ～0.4λ；

所述第二贴片上的图形中，l_x为W型金属条靠近对角线金属条的金属条长度，l_y为W型金属条远离对角线金属条的金属条长度，w₂为金属条宽度，α为线性金属条的旋转角度，α取45°或者135°，调整l_x、l_y、w₂、α中的任意一项或两项或多项的值，实现对所述的第二反射阵列单元的反射相位的调节和极化的旋转。