[发明专利]一种基于超表面的变极化多功能微带阵天线

摘要

本发明属于微带阵天线技术领域，具体为一种基于超表面的变极化多功能微带阵天线。本发明设计的微带阵天线由馈源和微带阵两部分组成，馈源放置于微带阵的焦点处；馈源为宽带Vivaldi天线且采用微带耦合馈电，由上层开槽金属、中层介质板以及下层微带线组成；所述微带阵由N*N个GMS单元组成，所述GMS单元由三层金属结构和两层介质板构成，每层金属结构通过在方形贴片上刻蚀不同旋转角度的CDSRR得到，其中，上、中、下层结构参数完全相同，只是CDSRR依次顺时针旋转45o。本发明集反射功能和透射功于一体，实现了微带阵在反射、双向辐射以及透射之间的功能切换，实现了同极化和交叉极化之间的极化状态切换。具有可复用性好、集成度高和功能多等特性。

主权项

1.一种基于超表面的变极化多功能微带阵天线，其特征在于：由馈源和微带阵两部分组成，馈源放置于微带阵的焦点F处，用于对微带阵上所有单元的激励；其中，所述馈源为宽带Vivaldi天线且采用微带耦合馈电，由上层开槽的金属、中层介质板以及下层微带线组成；其中，上层中的开槽包括圆孔开槽即谐振环和由窄逐渐变宽的缝隙区域，所述缝隙区域由两根按指数规律变化的渐变槽线构成，渐变缝隙区域与开槽的金属构成一对互补天线，且完成从馈电处到自由空间的宽带阻抗匹配；所述Vivaldi天线工作于整个x波段，由其辐射的电磁波由缝隙区域逐渐向外辐射且为沿x方向极化，增益较高；所述微带阵由N*N个梯度超表面GMS单元组成，其口径面积为Npx*Npy，设D=Npx或Npy，微带阵的中心工作频段为f0，焦距为F，微带阵口径为焦径比：F/D；这里，px、py分别为GMS单元在x、y方向的长度，N为整数且大于4λ0/px，λ0为电磁波在自由空间中的波长；所述GMS单元由三层金属结构和两层介质板构成，每层金属结构通过在方形贴片上刻蚀不同旋转角度的互补双开口环谐振器CDSRR得到，其中，上、中、下层结构参数完全相同，只是CDSRR依次顺时针旋转45°。