[发明专利]基于超表面的透射型卡塞格伦天线

摘要

本发明提出了一种超表面透射型卡塞格伦天线，用于解决现有技术中存在的因反射型卡塞格伦天线副反射镜遮挡主反射镜阻碍电磁波有效辐射的技术问题，包括平行平板波导，以及位于平行平板波导两个金属平板之间的副反射镜、主透射镜和馈源；副反射镜的一个侧面上印制数个均匀排列的环形金属贴片，另一侧面印制有金属底板；主透射镜为多层介质层结构，各奇数介质层的正面蚀刻数个均匀排列的环形缝隙，偶数介质层的正面印制有数个均匀排列的金属条带，最后一层介质层的背面蚀刻有数个均匀排列的环形缝隙；馈源采用矩形喇叭天线结构；主透射镜和副反射镜均采用基于广义斯涅尔定理构建的相位突变超表面结构。

主权项

1.一种基于超表面的透射型卡塞格伦天线，包括平行平板波导(1)，以及固定在平行平板波导(1)两个金属平板之间的副反射镜(2)和馈源(3)；所述副反射镜(2)包括第一长方形介质基板(21)，该介质基板的板面与平行平板波导(1)的两个金属平板垂直，其一个侧面印制有由M×N个均匀排列的环形金属贴片(22)组成的超表面，M≥1，N≥6，另一侧面印制有金属底板(23)；所述馈源(3)采用矩形喇叭天线结构，位于副反射镜(2)印制环形金属贴片(22)的一侧，其喇叭辐射口与第一长方形介质基板(21)的板面平行；所述馈源(3)的波导两侧各固定有一个主透射镜(4)；其特征在于：所述环形金属贴片(22)的尺寸由其所在位置的电磁波入射角和散射参数相位决定，实现类似双曲面对电磁波的相位补偿特性；所述主透射镜(4)采用由X个相互层叠的第二长方形介质基板(41)组成的介质层结构，该介质层结构的板面与第一长方形介质基板(21)的板面平行，X≥2且为偶数，其中距离第一长方形介质基板(21)最近的一块为奇数位置的第一块介质基板，各奇数位置第二长方形介质基板(41)面向第一长方形介质基板(21)的侧面上印制有金属贴片，金属贴片上蚀刻有由Y×Z个均匀排列的环形缝隙(42)组成的超表面，偶数位置的介质基板面向第一长方形介质基板(21)的侧面上印制有由Y×Z个均匀排列的金属条带(43)组成的超表面，且距离第一长方形介质基板(21)最远的第二长方形介质基板(41)背向第一长方形介质基板(21)的侧面上印制有金属贴片，金属贴片上蚀刻有由Y×Z个均匀排列的环形缝隙(42)组成的超表面，Y≥1，Z≥20；所述环形缝隙(42)的尺寸由其所在位置的电磁波入射角和散射参数相位决定，实现类似抛物面对电磁波的相位补偿特性；所述副反射镜(2)和主透射镜(4)的相位补偿均采用广义斯涅尔定理实现。