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专利号: 2025115167301
申请人: 中国计量大学
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
联系人

摘要:

权利要求书:

1.基于超表面的宽带高增益雷达天线,其特征在于,包括:

基础天线组件,包括:接地平面,所述接地平面上开设有耦合缝隙;馈电层,设置于所述接地平面下方,用于通过所述耦合缝隙向上传输电磁能量;辐射层,设置于所述接地平面上方,并与所述耦合缝隙相对应;所述辐射层上设置有至少一个开槽,以用于产生多个谐振模式来拓展工作带宽;

超表面层,设置于所述辐射层的上方,所述超表面层包括周期性排布的金属单元;

介电质间隙层,设置于所述辐射层与所述超表面层之间,用于改善所述基础天线组件与所述超表面层之间的阻抗匹配和能量传输效率;所述辐射层包括矩形导电贴片,所述至少一个开槽为设置于所述矩形导电贴片中部的矩形开槽,所述矩形开槽将所述矩形导电贴片分割为分离的贴片部分。

2.根据权利要求1所述的基于超表面的宽带高增益雷达天线,其特征在于,所述介电质间隙层为空气腔。

3.根据权利要求1所述的基于超表面的宽带高增益雷达天线,其特征在于,所述超表面层中的金属单元为矩形金属贴片。

4.根据权利要求1所述的基于超表面的宽带高增益雷达天线,其特征在于,所述馈电层上设有微带线,所述耦合缝隙为矩形缝隙。

5.根据权利要求1所述的基于超表面的宽带高增益雷达天线,其特征在于,所述超表面层、所述辐射层以及所述馈电层均基于高频介质基板制成。

6.一种权利要求1‑5任意一项所述的基于超表面的宽带高增益雷达天线的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:设计天线分层结构,依次确定超表面层、空气腔、辐射层、接地平面及馈电层的排布关系;

S2:采用特征模式分析方法,求解天线分层结构的固有谐振模式,识别11GHz‑13GHz频段内的显著谐振模式,确定主工作频段及待优化的谐振模式;

S3:调试关键参数,分别调整超表面层中金属单元的边长、空气腔的高度及辐射层中矩形开槽的宽度,使所述显著谐振模式在11GHz‑13GHz频段内连续分布;

S4:通过高频电磁仿真软件对调整后的天线结构进行建模与性能验证,确保天线满足预设的宽带、高增益及低损耗要求。

7.根据权利要求6所述的设计方法,其特征在于,所述高频电磁仿真软件为CST、HFSS或FEKO中的任意一种,验证的性能包括阻抗带宽、峰值增益、辐射效率及远场方向图。

8.一种雷达系统,其特征在于,包括:

权利要求1‑5任意一项所述的基于超表面的宽带高增益雷达天线;以及与所述基于超表面的宽带高增益雷达天线电连接的收发信机和信号处理单元。

9.一种无线通信系统,其特征在于,包括权利要求1‑5任意一项所述的基于超表面的宽带高增益雷达天线,用于发射和/或接收无线通信信号。