[发明专利]偏馈激励多嵌套开口环毫米波微带反射阵列天线

权利要求书

1.偏馈激励多嵌套开口环毫米波微带反射阵列天线，其特征在于包括介质基板、接地板、空气层、馈源和微带开口圆环反射阵列；所述微带开口圆环反射阵列包括n个开口圆环嵌套型单元，n个开口圆环嵌套型单元满足一定关系均匀排列于介质基板上表面并呈一定角度旋转分布，微带开口圆环反射阵列面向馈源；每个开口圆环嵌套型单元包含m个半径大小不等的开口圆环嵌套组成；介质基板背面为空气层，空气层背面为接地板；

所述开口圆环嵌套型单元由m个半径大小不等的开口圆环相接嵌套而成，开口圆环嵌套型单元通过调整开口圆环的数量、嵌套相接的位置，按2、3、4…m逐阶延伸，根据下阶比上阶多一个半径更小的开口圆环且与次之小的开口圆环相接嵌套组成，m阶表示开 口圆环嵌套型单元半径大小不等的开口圆环的数量为m个；

所述m个半径大小不等的开口圆环对应内径由大到小分别为r1～rm，m的取值范围m＝2～8；开口圆环的宽度相同均为w，w的取值范围0.05～0.1mm；当微带开口圆环反射阵列天线单元阶次为m时，m个圆环的初始开口位置均为从水平正向向上偏移一定角进行开口且m个圆环的内径初始切点均位于(r1,0)，最大的开口圆环的圆心在坐标原点，内径为r1，外径为r1+w，圆环角度为a1；第二大开口圆环的圆心以(r1-r2,0)为起点绕原点逆时针旋转ra2后得到，即圆心((r1-r2)*cos(ra2),(r1-r2)*sin(ra2))，内径为r2，外径为r2+w，圆环角度为a2，再以自身为中心逆时针旋转ras2；第三大开口圆环的圆心以(r1-r3,0)为起点先绕原点逆时针旋转ra2，再绕第二大开口圆环的圆心逆时针旋转ra3后得到，即圆心((r1-r2)*cos(ra2)+(r2-r3)*cos(ra2+ra3),(r1-r2)*sin(ra2)-(r2-r3)*sin(ra2+ra3))，内径为r3，外径为r3+w，圆环角度为a3，再以自身为中心逆时针旋转ras3；依次类推，第k大开口圆环的圆心以(r1-rk,0)为起点先绕原点逆时针旋转ra2，再绕第二大开口圆环的圆心逆时针旋转ra3，绕第三大开口圆环的圆心逆时针旋转ra4……绕第k-1大开口圆环的圆心逆时针旋转rak后得到，即圆心((r1-r2)*cos(ra2)+(r2-r3)*cos(ra2+ra3)+…+((r(k-1)-rk)*cos(ra2+ra3+…+rak),(r1-r2)*sin(ra2)-(r2-r3)*sin(ra2+ra3)-…-((r(k-1)-rk)*sin(ra2+ra3+…+rak))，内径为rk，外径为rk+w，圆环角度为ak，再以自身为中心逆时针旋转rask；开口圆环的角度ak均相等，即开口大小相等，取值范围为340°～350°；rak、rask为变量，取值范围为0～360°，m取值不同时，rak、rask取值不同，会造成相邻开口圆环的嵌套位置和相对开口位置不同，而它们的值由开口圆环嵌套型单元随不同角度值的组合变化得到的反射特性决定，从中选取反射损耗最小且反射幅值最大的角度值组合，因此当m取值不同时，开口圆环的嵌套相接位置和相对开口位置也有所不同。

2.如权利要求1所述偏馈激励多嵌套开口环毫米波微带反射阵列天线，其特征在于通过控制所述开口圆环嵌套型单元沿每个开口圆环自身中心逆时针旋转的角度实现反射相位延迟，依据口径场叠加法由相位分布得出所需补偿相位随后根据开口圆环嵌套型单元相移曲线得到对应的开口圆环嵌套型单元旋转角度使每个开口圆环嵌套型单元呈一定角度旋转型分布。

3.如权利要求1所述偏馈激励多嵌套开口环毫米波微带反射阵列天线，其特征在于所述介质基板采用高性能低耗毫米波介质基板，所述介质基板的介电常数为2.2～6.0，介质基板的轮廓为圆形，介质基板厚度为h＝0.3～0.7mm；所述开口圆环嵌套型单元的外形轮廓为正方形，正方形轮廓边长P＝3～6mm；所述空气层的厚度为ha＝0.5～1.5mm。

4.如权利要求1所述偏馈激励多嵌套开口环毫米波微带反射阵列天线，其特征在于所述馈源使用圆锥型波纹喇叭天线做偏馈激励，波束方向偏离垂直方向一定角度指向微带开口圆环阵列天线，偏馈角度为0～40°，微带开口圆环反射阵列出射波束的目标偏出角度为Theta＝15°、Phi＝180°，所述圆锥型波纹喇叭天线馈源与阵列反射面之间的距离为30～50mm。