[实用新型]一种基于双圆环单元的可重构超表面电扫阵列天线

说明书

本实用新型公开了一种基于双圆环单元的可重构超表面电扫阵列天线，涉及阵列天线技术领域。其包括馈源和阵列天线组件，阵列天线组件包括多个数字辐射单元，馈源用于为阵列天线组件提供空间照射源并接收阵列天线组件的散射电磁波；数字辐射单元包括介质层和辐射层，辐射层内具有由辐射贴片构成的双圆环辐射结构，且辐射贴片上嵌有数字电开关，介质层内设有用于控制数字电开关通断的直流偏置电路。本实用新型结构简单、剖面低、重量轻、易共形、成本低，具有馈电损耗小、波束扫描速度快、阵列规模拓展性强的优点。

技术领域

本实用新型涉及阵列天线技术领域，特别是指一种基于双圆环单元的可重构超表面电扫阵列天线。

背景技术

具有高增益波束扫描特性的波束可重构阵列天线在各个领域具有广泛的应用。现有的高增益波束扫描天线主要有机械旋转抛物面天线和电控相控阵天线两大类。其中，旋转抛物面天线具有结构简单、成本低、效率高等优点，但其外形为特殊的曲面、体积庞大、重量沉且波束扫描速度慢、伺服系统要求高。

电扫相控阵天线可以较好地克服上述不足，其不仅扫描速度快、性能更加灵活，平面或共形结构也更有利于与载体保持共形，但其馈电网络设计复杂，尤其当天线口径增大时，馈电损耗较高，天线的辐射效率较低，可实现的增益受限。然而，虽然在单元中引入固态收发组件可以减小馈电损耗，但系统的成本、重量将大幅提高，这些都限制了其大规模应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于双圆环单元的可重构超表面电扫阵列天线，其具有馈电损耗小、波束扫描速度快、成本低的优点。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种基于双圆环单元的可重构超表面电扫阵列天线，包括馈源和阵列天线组件，所述阵列天线组件包括多个数字辐射单元，所述馈源用于为阵列天线组件提供空间照射源并接收阵列天线组件的散射电磁波；所述数字辐射单元包括介质层和辐射层，所述辐射层内具有由辐射贴片构成的双圆环辐射结构，且辐射贴片上嵌有数字电开关，所述介质层内设有用于控制数字电开关通断的直流偏置电路。

进一步的，所述双圆环辐射结构的每个圆环上均设有4个数字电开关，这4个数字电开关分别位于所在圆环的12点钟、2点钟、6点钟和8点钟位置处。

进一步的，所述数字电开关为PIN二极管开关或MEMS开关。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本实用新型阵列天线利用数字电开关调节电磁表面每个辐射单元的开口方向，并采用喇叭馈源从空间照射整个表面，从而调节每个辐射单元的相位，能够获得高增益聚焦的动态扫描波束、捷变波束或者多波束，具有馈电损耗小、波束扫描速度快、阵列规模拓展性强的优点。

2、本实用新型结构简单、剖面低、重量轻、易共形、成本低，易于加工制造。

附图说明

图1是本实用新型实施例中阵列天线的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例中阵列天线的结构框图。

图3是本实用新型实施例中双圆环辐射结构的结构示意图。

图中：1、馈源，2、阵列天线组件，3、数字辐射单元，31、辐射贴片，32、数字电开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。显然，以下所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。