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专利号: 202111563094X
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于包括第一介质板S1、第二介质板S2、金属接地板N、天线辐射结构M、馈电网络F;第一介质板、金属接地板、第二介质板从上至下依次设置;

所述天线辐射结构M设置在第一介质板S1顶层,包括互不接触的第一非均匀超表面结构单元、第二非均匀超表面结构单元、第三非均匀超表面结构单元;所述第二非均匀超表面结构单元、第三非均匀超表面结构单元设置在所述第一非均匀超表面结构单元的外周;

所述第一非均匀超表面结构单元由4(n+1)个互不接触且相同结构的第一切角型方形贴片P1围合而成类方形结构,n≥0;第一切角型方形贴片P1的切角方向一致;所述第一非均匀超表面结构单元的中心为天线辐射结构M的中心;

所述第二非均匀超表面结构单元包括4(n+2)个互不接触且相同结构的第二切角型方形贴片P2;第一非均匀超表面结构单元围合成的类方形结构的每条边设有n+2个第二切角型方形贴片P2;所述第二切角型方形贴片P2的切角方向与第一切角型方形贴片P1的切角方向相同;

所述第三非均匀超表面结构单元包括4个第三切角型方形贴片P3;上述4个第三切角型方形贴片P3分别设置在第一非均匀超表面结构单元围合成的类方形结构的4个顶角位置;

所述第三切角型方形贴片P3的切角方向与第一切角型方形贴片P1的切角方向相同;

所述第一切角型方形贴片P1、第二切角型方形贴片P2、第三切角型方形贴片P3的切角为两个,两个切角分别位于方形贴片同一对角线处的两顶角位置;

沿第一介质板S1长度方向和宽度方向分布的切角型方形贴片数量相同,相邻切角型方形贴片间距相同;通过调整第一切角型方形贴片P1、第二切角型方形贴片P2、第三切角型方形贴片P3的宽度和切角大小,产生相位差为90°的等幅正交极化波,从而实现天线的圆极化性能;

所述金属接地板开有耦合缝隙C1、C2;

所述耦合缝隙C1、C2分别与馈电网络F的两个平衡输出端口耦合;

所述馈电网络F位于第二介质板S2的下表面。

2.如权利要求1所述的一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于第一切角型方形贴片P1的切角边长度dw1为第一切角型方形贴片P1宽度的0.3‑0.35倍,第二切角型方形贴片P2的切角边长度dw2为第二切角型方形贴片P2宽度的0.2‑0.35倍,第三切角型方形贴片P3切角边长度dw3为第三切角型方形贴片P1宽度的0.5‑0.7倍。

3.如权利要求1所述的一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于W1‑W2≤0.03λg1,W1表示第一切角型方形贴片P1宽度,W2表示第二切角型方形贴片P2宽度;

λg1为第一层介质基板S1的有效介质波长。

4.如权利要求1所述的一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于第一切角型方形贴片P1宽度W1为0.41λg1,第二切角型方形贴片P2宽度W2为0.4λg1,第三切角型方形贴片P3宽度W3为0.3λg1。

5.如权利要求1所述的一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于相邻切角型方形贴片间距≤0.02λg1。

6.如权利要求5所述的一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于相邻切角型方形贴片间距为0.01λg1。

7.如权利要求1所述的一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于W1‑W2=0.01λg1。

8.如权利要求1所述的一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于所述馈电网络F采用差分馈电结构。

9.如权利要求8所述的一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于所述差分馈电结构包括微带线T1‑T10;微带线T1的一端接50欧姆微带线,接入信号;微带线T1的另一端接微带线T2的一端、微带线T3的一端;微带线T2的另一端接微带线T5的一端、微带线T6的一端;微带线T3的另一端接微带线T4的一端;微带线T4的另一端接微带线T6的另一端、微带线T7的一端;微带线T5的另一端接微带线T9的一端、微带线T8的一端;微带线T7的另一端接微带线T10的一端、微带线T8的另一端;微带线T9的另一端、微带线T10的另一端分别作为馈电网络F的两个平衡输出端口;微带线T3、微带线T6、微带线T8为折叠型微带线。

10.如权利要求1所述的一种具有宽轴比带宽的差分馈电圆极化超表面天线,其特征在于耦合缝隙C1位于第一非均匀超表面结构单元围合成的类方形结构其中一条边A1所在的n+1个第一切角型方形贴片P1下方;耦合缝隙C2位于第一非均匀超表面结构单元围合成的类方形结构的另一边A2所在的n+1个第一切角型方形贴片P1下方;边A1与边A2为第一非均匀超表面结构单元围合成的类方形结构的两对称边。