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专利号: 2020112413956
申请人: 曲阜师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种曲面共形频率选择表面天线罩,其特征在于,包括介质天线罩(1)及其外壁设置的曲面共形频选阵列(2);

所述介质天线罩(1)包括从上至下一体成型的罩顶(11)、圆台(12)、中空圆柱(13);罩顶(11)的内外两侧作球形处理,其中内侧为半球状(111),外侧为半球形切去球顶保留两侧圆弧部分(112)和平顶部分(113);圆台(12)采用从顶部至底部半径递增的去顶圆锥筒结构,圆台(12)的内壁(122)至外壁(121)的厚度均相等;中空圆柱(13)内壁半径与圆台(12)底部内壁半径相等,外侧半径与圆台(12)底部外壁半径相等;

所述曲面共形频选阵列(2)由折叠型频选单元(21)在介质天线罩(1)外表面按照周期排布的原则组阵形成;其中折叠型频选单元(21)为轴对称和中心对称的缝隙结构,整体形状由左侧折叠缝隙(211)、上侧折叠缝隙(213)、右侧折叠缝隙(212)、下侧折叠缝隙(214)组成,四条折叠缝隙完全相同且呈正方形依次连接,折叠型频选单元(21)除去四条折叠缝隙,剩余部分均为金属贴片(215)。

2.根据权利要求1所述曲面共形频率选择表面天线罩,其特征在于,所述折叠型频选单元(21)中,对于左侧折叠缝隙(211),具体折叠方式为:由竖直方向的第一边(2111)向右弯折至第二边(2112),再向下弯折至第三边(2113),向左弯折至第四边(2114),向下弯折至第五边(2115),再向右弯折至第六边(2116),向下弯折至第七边(2117),再向左弯折至第八边(2118),最后向下弯折至第九边(2119);其中第一边(2111)与第九边(2119)尺寸相同,数值满足0.1925mm的k倍;第二边(2112)与第四边(2114)、第六边(2116)、第八边(2118)尺寸相同,数值满足0.131mm的k倍;第三边(2113)与第五边(2115)、第七边(2117)尺寸相同,数值满足0.077mm的k倍,k取正整数;所述上侧折叠缝隙(213)、右侧折叠缝隙(212)、下侧折叠缝隙(214)的折叠方式及结构尺寸与左侧折叠缝隙(211)相同,四条折叠缝隙满足轴对称和中心对称的结构关系。

3.根据权利要求1或2所述曲面共形频率选择表面天线罩,其特征在于,根据圆台(12)高度和中空圆柱(13)半径计算出介质天线罩(1)母线的倾斜角度和母线长度,再结合折叠型频选单元(21)的边长计算出介质天线罩(1)外表面放置的折叠型频选单元(21)层数。

4.根据权利要求3所述曲面共形频率选择表面天线罩,其特征在于,对于每层折叠型频选单元(21),计算出折叠型频选单元(21)中心位置所处介质天线罩(1)外表面圆的半径,从而得到该层折叠型频选单元(21)所处介质天线罩(1)外表面圆的周长,再次结合折叠型频选单元(21)的边长计算出该层放置折叠型频选单元(21)的数量;对于圆周长除以折叠型频选单元(21)边长不能整除的情况,采用向下取整的方式,将折叠型频选单元(21)等间隔角度的排布于该层。

5.根据权利要求4所述曲面共形频率选择表面天线罩,其特征在于,不同层折叠型频选单元(21)的间距也各不相同,各参数满足以下关系:rfi=rfi‑1+le×cos(θ)

式中ls是母线上可以排列的单元层数,floor()为取整函数,l是母线长度,le是折叠型频选单元(21)边长,rf1是自上向下第一层折叠型频选单元(21)所处介质天线罩(1)外表面半径,r13为介质天线罩(1)的中空圆柱(13)内侧半径,h为介质天线罩(1)的圆台部分(12)高度,θ为母线延长线与中空圆柱(13)底平面的夹角;rfi是第i层折叠型频选单元(21)所处介质天线罩(1)的外表面半径,rfi‑1是第i‑1层折叠型频选单元(21)所处介质天线罩(1)外表面半径,numi是第i层折叠型频选单元(21)沿介质天线罩(1)外表面排列的数量。

6.根据权利要求5所述曲面共形频率选择表面天线罩,其特征在于,曲面共形频选阵列(2)共有10层,其中从上至下分别为第一层(201)、第二层(202)、第三层(203)、第四层(204)、第五层(205)、第六层(206)、第七层(207)、第八层(208)、第九层(209)、第十层(210);其中第一层(201)放置7个单元,相邻单元间隔圆心角为51.42°,第二层(202)放置9个单元,相邻单元间隔圆心角为40°,第三层(203)放置10个单元,相邻单元间隔圆心角为

36°,第四层(204)放置12个单元,相邻单元间隔圆心角为30°,第五层(205)放置14个单元,相邻单元间隔圆心角为25.71°,第六层(206)放置16个单元,相邻单元间隔圆心角为22.5°,第七层(207)放置18个单元,相邻单元间隔圆心角为20°,第八层(208)放置20个单元,相邻单元间隔圆心角为18°,第九层(209)放置21个单元,相邻单元间隔圆心角为17.14°,第十层(210)放置23个单元,相邻单元间隔圆心角为15.65°。