[发明专利]一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线及方法

权利要求书

1.一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线，其特征在于，包括堆叠设置的上层介质基板和下层介质基板；所述上层介质基板和下层介质基板之间设置有金属地板；所述金属地板设有耦合缝隙；所述下层介质基板上设置有用于输入能量至耦合缝隙的馈电网络；所述上层介质基板远离下层介质基板一侧设置有超表面结构；

所述超表面结构上设置有多个L型超表面单元，各L型超表面单元沿x轴方向和y轴方向阵列分布；所述L型超表面单元包括呈中心对称的两个L型贴片；所述两个L型贴片之间设置有蚀刻缝隙，且两L型贴片以蚀刻缝隙为轴线对称设置；所述蚀刻缝隙相对x轴和y轴倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线，其特征在于，所述L型贴片的拐角外侧设置为圆角。

3.根据权利要求2所述的一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线，其特征在于，所述金属地板设有一个或者两个耦合缝隙。

4.根据权利要求2所述的一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线，其特征在于，所述蚀刻缝隙相对x轴倾斜角度为45度或-45度。

5.根据权利要求2所述的一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线，其特征在于，所述馈电网络的输出端延伸至耦合缝隙；所述馈电网络的输入端设置为微带线；所述微带线设置于下层介质基板远离上层介质基板的一侧。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线，其特征在于，所述上层介质基板和下层介质基板的介电常数为[2.2,10.2]，上层介质基板的厚度h₁和下层介质基板的厚度h₂范围为[0.001λ₀,0.1λ₀]；λ₀为自由空间波长。

7.根据权利要求6所述的一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线，其特征在于，相邻的两个L型超表面单元之间间隙宽度g₀为[0.001λ₀,0.02λ₀]，蚀刻缝隙的宽度g₁为[0.001λ₀,0.02λ₀]；L型贴片的长度W为[0.05λ₀,0.2λ₀]，所述L型贴片的拐角外侧的圆角半径r为[0.05λ₀,0.15λ₀]。

8.根据权利要求6所述的一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线，其特征在于，金属地板的边长G_L范围为[0.3λ₀,λ₀]；耦合缝隙的总长度为n×l_s；耦合缝隙的总长度的范围为[0.1λ_g,0.6λ_g]，耦合缝隙的宽度Ws的范围为[0.05λg,0.4λg]，其中，λg为上层介质基板的介质有效波长，n为金属地板中耦合缝隙的数量；l_s表示为单个耦合缝隙的长度。

9.根据权利要求1所述的一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线，其特征在于，微带线的宽度wf为[0.1λg₁,0.5λg₁]，其中λg₁为下层介质基板的介质有效波长。

10.根据权利要求2至9任意一项所述一种基于超表面的宽带紧凑型圆极化天线的加工方法，包括：

根据圆极化天线的轴比带宽要求，调整L型贴片的拐角外侧的圆角半径和蚀刻缝隙的宽度。