[发明专利]毫米波全金属高增益折叠反射阵天线

说明书

本发明公开了一种毫米波全金属高增益折叠反射阵天线，所述天线包括极化栅，所述极化栅是由金属制成的单层结构，用于选通特定的线极化波；反射阵列，位于所述极化栅的下侧，所述反射阵列为多个金属反射移相单元构成的阵列；金属馈源，位于所述反射阵列的中间，用于为所述折叠反射阵天线馈电；其中，极化栅对馈源发射的电磁波进行反射后到达反射阵列阵面，经过每个金属反射移相单元对电磁波的出射相位及极化方向进行调控，透过极化栅后实现高增益波束。所述天线具有低剖面、低损耗、高稳定性、低成本、高效率以及电性能优良等优点。

技术领域

本发明涉及毫米波天线技术领域，尤其涉及一种毫米波全金属高增益折叠反射阵天线。

背景技术

当前，高增益天线在毫米波通信领域受到广泛关注。传统高增益天线主要包括抛物面天线和相控阵列天线。抛物面天线具有高效率和低损耗等优点，但是在毫米波频段，由于天线元件尺寸较小，而抛物面天线的曲面对加工精度要求较高，这使得抛物面天线在毫米波通信中加工难度大幅上升。相控阵列天线具有高灵活性和稳定性等有点，但是其馈电网络较复杂，在毫米波频段较难集成。

在近几十年，反射阵列天线被提出，其在结合抛物面天线及相控阵列天线的优点的同时展示出其它优势，比如低成本、高效率以及简单的馈电网络等。随后，具有低剖面和低交叉极化优点的折叠反射阵天线被提出，相交于传统的反射阵列天线，其集成度更高，占用的空间更小，因此在毫米波通信中具有一定的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种低剖面、低损耗、高稳定性、低成本、高效率以及电性能优良的毫米波全金属高增益折叠反射阵天线。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种毫米波全金属高增益折叠反射阵天线，其特征在于：包括极化栅，所述极化栅是由金属制成的单层结构，用于选通特定的线极化波；反射阵列，位于所述极化栅的下侧，所述反射阵列为多个金属反射移相单元构成的阵列；金属馈源，位于所述反射阵列的中间，用于为所述折叠反射阵天线馈电；其中，极化栅对馈源发射的电磁波进行反射后到达反射阵列阵面，经过每个金属反射移相单元对电磁波的出射相位及极化方向进行调控，透过极化栅后实现高增益波束。

优选的，所述极化栅与所述反射阵之间的距离为F/2，F/2＝8.85mm。

进一步的技术方案在于：所述极化栅包括由多个平行金属条构成的单层金属结构，所述极化栅通过一种线极化波，并反射与之极化方向垂直的线极化波，所述极化栅在透/反射两种功能下，在中心频率实现99.5％的透射率，99.1％的反射率。

进一步的技术方案在于：所述极化栅的整体为正方形，其长度和宽度均为13.6mm，所述金属条与正方形极化栅的对角线平行，每一条金属条的宽度为0.1mm，每两条相邻的金属条之间间隔为0.22mm。

进一步的技术方案在于：所述金属反射移相单元为具有高隔离度的垂直双线极化单元，能够同时调整两个正交线极化波的相位；所述金属反射移相单元包括两个开有梯形槽的正交的反射移相板，通过调整两个反射移相板上的梯形槽的高度实现调整两个正交线极化波的反射相位，反射移相单元的反射相位按照以下公式设置：其中，为第m行、第n列的反射移相单元的反射相位，k为真空中的相位常数，r_fmn为馈源到反射移相单元的距离，为主波束方向，为反射阵列面中心到单元的方向矢量，为常数。

进一步的技术方案在于：所述金属反射移相单元包括第一反射移相板和第二反射移相板，所述第一反射移相板的上部上形成有第一梯形槽，所述第一反射移相板的下部形成有第一卡接槽，所述第二反射移相板的上部形成有第二梯形槽，所述第二反射移相板插入到所述第一卡接槽内，且第一反射移相板与第二反射移相板正交设置，所述第一反射移相板与第二反射移相板的下表面在同一个平面上，且所述第一反射移相板与第二反射移相板的高度相同都为h。