【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及超表面天線，具體涉及一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線。
技術(shù)介紹
1、超表面是一種二維超薄陣列平面，具有平面輕薄和易于集成等顯著優(yōu)點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)超表面單元結(jié)構(gòu)和排列布局方式，可以獲得多種新奇的物理特性，實(shí)現(xiàn)對電磁波的靈活調(diào)控，是近年來人工電磁超材料的最新研究方向。
2、現(xiàn)有可編程數(shù)字超表面主要包含反射式及透射式兩種構(gòu)型，其共同的特點(diǎn)是都需要額外的空間激勵(lì)饋源天線。反射式數(shù)字超表面具有單元結(jié)構(gòu)簡潔、設(shè)計(jì)復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)，但存在著饋源遮擋嚴(yán)重問題。透射式數(shù)字超表面解決了這一問題，但依舊存在剖面高度問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)主要針對現(xiàn)有星載電子偵察載荷存在的測向定位精度差、靈敏度低和無法進(jìn)行連續(xù)有效偵收，且所采用傳統(tǒng)相控陣系統(tǒng)普遍存在成本、功耗及重量偏高，無法應(yīng)用于低軌小衛(wèi)星平臺這些關(guān)鍵性制約問題。該一體集成式低剖面可編程超表面采用高效率微波集成帶狀線饋電網(wǎng)絡(luò)替代傳統(tǒng)空間激勵(lì)饋源的方法，將輻射體、饋電網(wǎng)絡(luò)以及偏置電路高度集成，具有剖面低、功耗小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，不僅具有優(yōu)異的空間掃描與波束賦形能力，還具有較好的低旁瓣輻射能力，優(yōu)異的空間抗干擾能力及精確測向定位能力。
2、為了達(dá)到上述的目的，本專利技術(shù)提供了一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，包含有天線罩、一體集成式低剖面可編程超表面和結(jié)構(gòu)框；所述一體集成式低剖面可編程超表面包含有一體集成式低剖面可編程超表面陣面。
3、優(yōu)選的，所述一體集成式低剖面可編程超表面陣面包含有多
4、優(yōu)選的，所述帶狀線饋電網(wǎng)絡(luò)層依次包含有金屬地板、中間層介質(zhì)基板、帶狀線中心導(dǎo)帶、半固化粘結(jié)片層、下層介質(zhì)基板和金屬地板；所述中間層介質(zhì)基板前側(cè)印刷金屬地板，后側(cè)印刷帶狀線中心導(dǎo)帶，并通過半固化粘結(jié)片層與下層介質(zhì)基板前側(cè)粘接；所述下層介質(zhì)基板后側(cè)印刷金屬地板；所述帶狀線中心導(dǎo)帶位于兩個(gè)金屬地板之間的介質(zhì)中，使得帶狀線中心導(dǎo)帶的電磁場被包圍在介質(zhì)中，減少電磁輻射和信號干擾。
5、優(yōu)選的，所述一體集成式低剖面可編程超表面的陣面尺寸為342mm×152mm×3.5mm，陣面由18×8＝144元一體集成式低剖面可編程超表面單元周期性排列構(gòu)成。
6、優(yōu)選的，所述一體集成式低剖面可編程超表面單元設(shè)置有二極管pin1和二極管pin2，所述兩個(gè)pin二極管采用反對稱方式放置，位于外金屬輻射貼片和內(nèi)金屬輻射貼片交界處，通過對所述的兩個(gè)pin二極管施加不同的偏置電壓，可使單元的輻射波束呈現(xiàn)出0度和180度兩種不同的相位，分別對應(yīng)了數(shù)碼“0”和數(shù)碼“1”。
7、優(yōu)選的，所述金屬輻射貼片由外金屬輻射貼片和內(nèi)金屬輻射貼片構(gòu)成；所述外金屬輻射貼片為橢圓型，通過對稱放置的兩對金屬化過孔與下層介質(zhì)基板粘接的金屬地板相連；所述內(nèi)金屬輻射貼片為φ型，通過金屬化偏置連接孔與偏置控制層相連，且通過中心金屬化探針從帶狀線饋電網(wǎng)絡(luò)層傳遞能量。
8、優(yōu)選的，所述半固化粘結(jié)片層介電常數(shù)為3.52的roger?ro4450f，厚度h3。
9、優(yōu)選的，所述天線罩選用的材料介電常數(shù)為5，正切損耗0.02，厚度h1。
10、優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)框的材料為鋁板。
11、優(yōu)選的，所述上層介質(zhì)基板的尺寸為19mm×19mm×1.524mm，介電常數(shù)為3.55，厚度h2；所述中間層介質(zhì)基板和下層介質(zhì)基板介電常數(shù)均為3.55，厚度均為h4。
12、本專利技術(shù)取得的效果顯著，通過對兩個(gè)pin二極管施加不同的偏置電壓，可使一體集成式低剖面可編程超表面單元呈現(xiàn)180度的相位差。與現(xiàn)有的反射透射式超表面相比，采用饋電網(wǎng)絡(luò)替代傳統(tǒng)空間激勵(lì)饋源，將輻射體、饋電網(wǎng)絡(luò)以及偏置電路高度集成，具有剖面低、功耗小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，與采用微帶線饋電網(wǎng)絡(luò)的超表面相比，輻射效率更高，適用于具有波束掃描和跟蹤能力的衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈終端等軍事領(lǐng)域。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，包含有天線罩(1)、一體集成式低剖面可編程超表面(2)和結(jié)構(gòu)框(3)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述金屬輻射貼片(103)由外金屬輻射貼片(118)和內(nèi)金屬輻射貼片(117)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述帶狀線饋電網(wǎng)絡(luò)層(110)依次包含有金屬地板(111)、中間層介質(zhì)基板(112)、帶狀線中心導(dǎo)帶(113)、半固化粘結(jié)片層(114)、下層介質(zhì)基板(115)和金屬地板(116)；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述一體集成式低剖面可編程超表面的陣面(4)尺寸為342mm×152mm×3.5mm，由18×8＝144元一體集成式低剖面可編程超表面單元(6)周期性排列構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述一體集成式低剖面可編程超表面單元(6)設(shè)置有二極管PIN1(101)
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述上層介質(zhì)基板(107)對稱設(shè)有兩個(gè)金屬化過孔(105)、金屬化偏置連接孔(104)和中心金屬化探針(106)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述外金屬輻射貼片(118)為橢圓型，通過對稱放置的兩對金屬化過孔(105)從外金屬輻射貼片(118)的層直接貫穿中間所有層與下層介質(zhì)基板(115)粘接的金屬地板(116)相連；所述內(nèi)金屬輻射貼片(117)為Φ型，通過金屬化偏置連接孔(104)貫穿上層介質(zhì)基板(107)與偏置控制線層(108)相連，且通過中心金屬化探針(106)將能量從帶狀線中心導(dǎo)帶(113)傳遞到內(nèi)金屬輻射貼片(117)的層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述天線罩(1)選用介電常數(shù)為5、正切損耗0.02、厚度為5.5mm的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)框(3)的材料為鋁板。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述上層介質(zhì)基板(107)的尺寸為19mm×19mm×1.524mm，介電常數(shù)為3.55，厚度為1.524mm；所述中間層介質(zhì)基板(112)和下層介質(zhì)基板(115)介電常數(shù)均為3.55，厚度均為0.508mm。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，包含有天線罩(1)、一體集成式低剖面可編程超表面(2)和結(jié)構(gòu)框(3)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述金屬輻射貼片(103)由外金屬輻射貼片(118)和內(nèi)金屬輻射貼片(117)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述帶狀線饋電網(wǎng)絡(luò)層(110)依次包含有金屬地板(111)、中間層介質(zhì)基板(112)、帶狀線中心導(dǎo)帶(113)、半固化粘結(jié)片層(114)、下層介質(zhì)基板(115)和金屬地板(116)；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述一體集成式低剖面可編程超表面的陣面(4)尺寸為342mm×152mm×3.5mm，由18×8＝144元一體集成式低剖面可編程超表面單元(6)周期性排列構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編程超表面天線，其特征在于，所述一體集成式低剖面可編程超表面單元(6)設(shè)置有二極管pin1(101)和二極管pin2(102)；所述二極管pin1(101)和二極管pin2(102)采用反對稱方式放置，位于外金屬輻射貼片(118)和內(nèi)金屬輻射貼片(117)交界處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體集成式低剖面寬帶可編...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫朦朦，陳聞博，呂艷亭，林合同，白旭東，
申請(專利權(quán))人：上海航天電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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