[发明专利]一种双频微带平面反射阵列天线

说明书

本发明公开了一种双频微带平面反射阵列天线，其反射阵面包括呈阵列排布的若干个双频微带平面反射单元；每个双频微带平面反射单元均包括从上至下依次布设的Phoenix单元、上层介质基板、I型缝隙单元、下层介质基板和金属地板；每个双频微带平面反射单元均具有两条相互正交的对称轴，分别为u轴和v轴；Phoenix包括从内至外同心布设的内层开口环和外层开口环；I型缝隙单元包括“I”型缝隙。本发明采用Phoenix单元并通过调整内层开口环的半径，能在高频实现360°的相位变化；另外，采用I型缝隙单元并通过调整“I”型缝隙的长度，能在低频实现大于330°的相位变化。

技术领域

本发明涉及微波与天线技术领域，特别是一种双频微带平面反射阵列天线。

背景技术

微带平面反射阵列天线结合了抛物面天线和相控阵天线的优点，具有体积小、重量轻、增益高、成本低等优点。但是，带宽窄是微带平面反射阵列天线的一个突出问题。往往通过对单元进行合理设计来扩宽带宽，例如使用多层结构、相位延迟线、多谐振结构等，还可以进行双频设计来进一步拓展带宽。

双频天线在扩展带宽的基础上，使得天线的应用更加灵活，更适应卫星通信的需求。双频平面反射阵列天线单元通常采用双层或单层结构，对于双层结构，通常高频单元在下层，上层采用金属面积较小的低频单元，或者采用高频单元在下层，充当低频单元的金属地。对于单层结构，设计复杂度往往较高，需要考虑单元结构之间的耦合以及两个频带之间的比例关系。而在综合考虑双频天线的工作频带、极化方式、工作带宽等要求下，需要设计一款结构简单，性能优越的天线。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种双频微带平面反射阵列天线，该双频微带平面反射阵列天线

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种双频微带平面反射阵列天线，包括反射阵面，反射阵面包括呈阵列排布的若干个双频微带平面反射单元。

每个双频微带平面反射单元均包括从上至下依次布设的Phoenix单元、上层介质基板、I型缝隙单元、下层介质基板和金属地板。

每个双频微带平面反射单元均具有两条相互正交的对称轴，分别为u轴和v轴。

Phoenix单元印刷在上层介质基板的顶面，Phoenix单元包括从内至外同心布设的内层开口环和外层开口环。

内层开口环包括关于v轴对称的两条内圆弧。

外层开口环包括关于v轴对称的两条外圆弧。

I型缝隙单元设置在上层介质基板和下层介质基板之间；I型缝隙单元包括中层金属板和蚀刻在中层金属板上的“I”型缝隙；“I”型缝隙包括长条缝隙和对称布设在长条缝隙两端的两个端部矩形缝隙；其中，长条缝隙位于v轴上且关于u轴对称。

金属地板印刷在下层介质基板的底面。

每条内圆弧的张角和每条外圆弧的张角均相等。

假设长条缝隙的宽度为w₃，每个端部矩形缝隙的长度为w₄，每个端部矩形缝隙的宽度为w₅，则w₄＞w₅＞w₃。

通过调整Phoenix单元中内层开口环的半径r₁，能使高频实现360°的反射相位变化；通过调整I型缝隙单元中长条缝隙的长度l，能使低频实现大于330°的反射相位变化。

根据高频所需的反射相移，调整每个双频微带平面反射单元中r₁的大小；根据低频所需的反射相移，调整每个双频微带平面反射单元中l的大小。