[发明专利]一种用于实现多波束圆极化的反射阵列天线

权利要求书

1.一种用于实现多波束圆极化的反射阵列天线，其特征在于，该反射阵列天线包括：圆极化反射阵列和馈源；所述馈源为放置于圆极化反射阵列的焦平面上的喇叭馈源；该喇叭馈源位于圆极化反射阵列之上；

所述圆极化反射阵列包括：多个在二维平面规则排列的反射型超单元；每个反射型超单元由若干种沿圆周分布的基本单元构成；同一种基本单元用于同一波束的合成。

2.根据权利要求1所述的用于实现多波束圆极化的反射阵列天线，其特征在于，所述反射型超单元包括：三种正六边形的基本单元，其具体包括：第一基本单元(1)、第二基本单元(2)和第三基本单元(3)；

每个反射型超单元内，第一基本单元(1)、第二基本单元(2)和第三基本单元(3)呈顶点相对、沿圆周以120°间隔排列；

整个圆极化反射阵列内，所有反射型超单元按照正三角形晶格紧密排布，使得基本单元呈现蜂窝网格式布局；每种基本单元根据阵列不同位置所需的补偿相位进行不同角度的旋转。

3.根据权利要求2所述的用于实现多波束圆极化的反射阵列天线，其特征在于，所述第一基本单元(1)、第二基本单元(2)和第三基本单元(3)中，每种基本单元均具有反射相位，并对其进行计算：

其中，(x_i,y_i)为阵列中第i个基本单元的位置坐标；k₀为该基本单元在其中心工作频率的真空传播常数；d_i为馈源相位中心与第i个基本单元的距离；(θ_b,φ_b)为期望的波束指向，θ_b为期望的极角，φ_b为期望的方位角；为第i个基本单元所具有的反射相位；

假设第一基本单元(1)的旋转角度φ₁、第二基本单元(2)的旋转角度φ₂，第三基本单元(3)的旋转角度φ₃，通过调节各自基本单元的旋转角度，调节具有各自的工作频段的基本单元的反射相位；

其中，计算第一基本单元(1)的旋转角度φ₁；

其中，为第一基本单元(1)所需要的反射相位；为该第一基本单元(1)不旋转时在当前入射角度下所具有的初始反射相位；n为任意整数，对于左旋圆极化取正号、右旋圆极化取负号；

计算第二基本单元(2)的旋转角度φ₂；

其中，为第二基本单元(2)所需要的反射相位；为该第二基本单元(2)不旋转时在当前入射角度下所具有的初始反射相位；n为任意整数，对于左旋圆极化取正号、右旋圆极化取负号；

计算第三基本单元(3)的旋转角度φ₃；

其中，为第三基本单元(3)所需要的反射相位；为该第三基本单元(3)不旋转时在当前入射角度下所具有的初始反射相位；n为任意整数，对于左旋圆极化取正号、右旋圆极化取负号；

利用上述公式(1)-(4)，对阵列中所有的基本单元根据其所处位置和工作频率，计算对应的旋转角度。

4.根据权利要求3所述的用于实现多波束圆极化的反射阵列天线，其特征在于，所述第一基本单元(1)、第二基本单元(2)和第三基本单元(3)具有相同的结构；

该结构包括从下向上堆叠设置的金属地板(4)、介质基片(5)和金属贴片(6)；

介质基片(5)的下表面与金属地板(4)的上表面相连接；金属贴片(6)的下表面与介质基片(5)的上表面相连接。

5.根据权利要求4所述的用于实现多波束圆极化的反射阵列天线，其特征在于，所述金属贴片(6)包括中心贴片(61)和两根贴片枝节(62)；所述中心贴片(61)是环形贴片；所述两根贴片枝节(62)旋转对称、分别加载在中心贴片(61)的对侧。

6.根据权利要求5所述的用于实现多波束圆极化的反射阵列天线，其特征在于，所述环形贴片是正六边形环形贴片，所述贴片枝节(62)包含2-4段。