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专利号: 2021108209316
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:

1.一种超表面加载的圆极化介质谐振器天线,其特征在于,包括由上至下设置的顶层线‑圆极化转换超表面阵列(1)、上层介质谐振器(2)、上层金属地(3)、中间层介质基板(4)以及下层金属覆铜(5);

所述中间层介质基板(4)为矩形结构;下层金属覆铜(5)包括中间设置的微带馈线,以及微带馈线两侧的覆铜,两侧覆铜用于减少天线的后向辐射,定义该微带馈线延伸方向为纵向,微带馈线的末端为上端;

所述上层金属地(3)以覆铜形式铺满介质基板(4)的上表面,并在中间位置刻蚀一对矩形缝隙,该矩形缝隙将信号从下层金属覆铜(5)的微带馈线耦合到上层介质谐振器(2)中;

所述上层介质谐振器(2)位于上层金属地(3)的中心位置,且设置有两列沿纵向排列的过孔,过孔用于调整天线的阻抗匹配;所述顶层线‑圆极化转换超表面阵列(1)设置于上层介质谐振器(2)的上表面,由耶路撒冷形十字架变形的超表面单元周期排列组成,用于将天线辐射的线极化波转换为圆极化波;

所述耶路撒冷形十字架变形的超表面单元均沿纵向逆时针旋转45°,其中耶路撒冷形十字架变形的超表面单元由中心连接型偶极子和矩形开口环组成。

2.根据权利要求1所述的超表面加载的圆极化介质谐振器天线,其特征在于,所述的顶层线‑圆极化转换超表面阵列(1)位于介质谐振器(2)上表面的中心位置,与介质谐振器(2)紧贴设置。

3.根据权利要求1所述的超表面加载的圆极化介质谐振器天线,其特征在于,所述介质谐振器(2)上设置的两列过孔关于纵向中轴线对称分布,第一列依次为第一矩形过孔 第三~矩形过孔(21、22、23),第二列依次为第四矩形过孔 第六矩形过孔(24、25、26),第一列过孔~以第二矩形过孔(22)为中心向上、向下对称排布,第二列过孔以第五矩形过孔(25)为中心向上、向下对称排布。

4.根据权利要求1所述的超表面加载的圆极化介质谐振器天线,其特征在于,所述上层金属地(3)上刻蚀的一对矩形缝隙为第一矩形缝隙(31)和第二矩形缝隙(32),第一矩形缝隙(31)、第二矩形缝隙(32)关于横向中轴线对称分布,且第一矩形缝隙(31)、第二矩形缝隙(32)的长边平行于横向中轴线。

5.根据权利要求1所述的超表面加载的圆极化介质谐振器天线,其特征在于,所述下层金属覆铜(5)中间设置微带馈线(52),微带馈线(52)的两侧覆铜分别为第一金属反射片(51)和第二金属反射片(53),二者形状大小相同、对称分布于微带馈线(52)两侧。

6.根据权利要求5所述的超表面加载的圆极化介质谐振器天线,其特征在于,所述的微带馈线(52)起始位置连接侧边馈电口(41),侧边馈电口(41)用于天线能量的输入,外部连接馈源。

7.根据权利要求6所述的超表面加载的圆极化介质谐振器天线,其特征在于,线‑圆极化转换超表面阵列(1)采用金属铜,厚度为0.5oz;矩形挖孔介质谐振器(2)采用氧化铝陶瓷,其长为19.06mm,宽为19.6mm,高为8.66mm;介质基板(4)采用Rogers5880板材,厚度为

1.57mm;金属地(3)与下层覆铜(5)厚度均为0.5oz。