[发明专利]一种自适应平面反射/散射阵天线

说明书

本申请涉及一种自适应平面反射/散射阵天线。所述天线包括：喇叭天线与平面反射阵，喇叭天线在平面反射阵的中心轴线上，并且喇叭天线与平面反射阵的距离为中心频率的自由空间波长的倍数；平面反射阵包括：金属地板、介质基底和反射阵元；反射阵元由多个不同尺寸的工字型金属单元组成；每个工字型金属单元中间放置二极管单元；工字型金属单元的尺寸由所在反射阵元中的位置确定；二极管单元包括零偏状态和导通状态；当天线正常工作时，二极管单元处于零偏状态，当天线受到强磁辐射时，二极管单元处于导通状态。采用方案可以提高平面反射阵天线的防护能力。

技术领域

本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种自适应平面反射/散射阵天线。

背景技术

随着无线通讯技术的不断发展，抛物面天线因其高增益、低副瓣的特点被广泛应用于卫星通信、雷达等领域。抛物面天线由金属抛物面和置于抛物面焦点上的馈源组成，馈源发射的球面波经抛物面反射后沿抛物面轴线方向以平面波的形式向空间中传播。

然而，抛物面天线复杂的曲面对制造工艺的要求极高，加工困难，成本高。此外，当今电磁环境日益复杂，许多电子设备面临强电磁辐射场的威胁，电子设备对电磁防护的要求日益提高。目前抛物面天线的防护一般包括馈源防护与整机防护，馈源防护会明显降低天线的增益，以致干扰抛物面天线的正常工作，整机防护是在天线外围加载强电磁防护罩，一方面由于难以共形，会影响天线的气动外形，另一方面会极大增加天线罩设计加工的成本。

为突破传统抛物面天线的限制，平面反射阵天线成为了研究热点。它采用平面结构代替抛物面结构，具有体积小、成本低、易加工等优点。平面反射阵天线由两部分组成，馈源天线和平面反射阵，馈源一般采用喇叭天线、振子天线等弱方向性的天线作为激励，平面反射阵由三层结构组成，包括反射阵元、基底和金属地板。当馈源发射的电磁波以入射至反射阵元所在的平面，电磁波到达不同阵元的路程不同，会产生不同的相位差，相位差可通过广义反射定律得到。通过合理设计反射阵元结构的排布，使其在不同位置提供不同的相位补偿，使反射阵元反射的电磁波在平面反射阵表面实现等相位，而后以平面波的形式继续向远场传播。

目前平面反射阵天线的设计已经非常成熟，而且功能趋向于多样化，但面对强电磁辐射时缺少有效的防护手段，无法满足应用需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决平面反射阵天线防护措施少问题的自适应平面反射/散射阵天线。

一种自适应平面反射/散射阵天线，所述天线包括：

喇叭天线与平面反射阵，所述喇叭天线在所述平面反射阵的中心轴线上，并且所述喇叭天线与所述平面反射阵的距离为中心频率的自由空间波长的倍数；

所述平面反射阵包括：金属地板、介质基底和反射阵元；

所述反射阵元由多个不同尺寸的工字型金属单元组成；每个所述工字型金属单元中间放置二极管单元；所述工字型金属单元的尺寸由所在所述反射阵元中的位置确定；所述二极管单元包括零偏状态和导通状态；当天线正常工作时，所述二极管单元处于零偏状态，当天线受到强磁辐射时，所述二极管单元处于导通状态。

在其中一个实施例中，还包括：所述工字型金属单元包括：上金属臂、下金属臂和金属连接臂；所述金属连接臂包括上金属连接臂和下金属连接臂；所述上金属连接臂和下金属连接臂的尺寸相同，且通过所述二极管单元连接。

在其中一个实施例中，还包括：所述上金属臂和下金属臂的尺寸相同，所述工字型金属单元的尺寸由所述上金属臂和所述下金属臂的长度确定。

在其中一个实施例中，还包括：所述二极管单元包括两个并联放置且极性相反的二极管。

在其中一个实施例中，还包括：所述反射阵元包括25×25个单元格，每个单元格对应一个工字型金属单元，每个单元格的边长为10mm。