CN113097705A - 一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，包括按照从上到下顺序层叠的第一金属层、第一介质基板、用于产生高频右旋圆极化波的第二金属层、半固化片、第二介质基板和用于和第一金属层共同作用产生低频左旋圆极化波的第三金属层，第一金属层附着在第一介质基板的上表面，第二金属层附着在第一介质基板的下表面，第三金属层附着在第二介质基板的下表面，半固化片分别与第二金属层和第二介质基板固定连接，第一金属层和第二金属层采用不同的极化子结构实现，第三金属层与第一金属层结构相同，第一介质基板作为物理隔离层将第一金属层与第二金属层隔离开；优点是带宽较宽，角度稳定性较高，能够适用于多种平面天线需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种双圆线圆极化器，尤其是涉及一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器。
背景技术
天线是很多现代无线通信系统，如雷达和遥感等系统应用中必不可少的核心器件。在我们的日常生活中，几乎所有的通信、广播、导航等系统都是通过电磁波的传播来工作的，而天线就是电磁波发射和接收的主要设备。天线的性能在很大程度上决定着无线通信系统的性能，因此天线的设计至关重要。
与线极化波相比，圆极化波具备抗多径以及抗法拉第旋转效应的特点，因此被广泛应用于卫星、雷达等无线通信系统中。而生成圆极化波的方式主要有两种，第一种方式是直接使用圆极化天线，通过合理设计圆极化天线中的功分器和移相器等馈电结构，利用两路信号经过不同的路径长度，产生90度的相位差，从而生成圆极化波；另一种方式则是采用线圆极化器加载在线极化天线前端适当位置处，当天线辐射产生的线极化波入射到线圆极化器上时，入射波电场可分解为两个相互垂直且等幅同相的极化分量，在线圆极化器中合理设计的表面单元结构作用下，两个分量幅度不变，相位相差90度，此时，线圆极化器的出射波则为圆极化波。与第一种方式相比，第二种方式避免了使用复杂的馈电结构，而且，线圆极化器和线极化天线可独立设计，因此设计简单，易于控制。
现有的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器能产生双频双圆的圆极化波，主要有曲折线类型双圆线圆极化器和圆环类型双圆线圆极化器等。但是这些用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器在设计时主要注重于线极化波到圆极化波的极化转换，带宽相对较窄，且角度稳定性较差，应用环境单一，无法适应平面波束扫描天线的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带宽较宽，角度稳定性较高，能够适用于多种平面天线需求的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，包括按照从上到下顺序层叠的第一金属层、第一介质基板、第二金属层、半固化片、第二介质基板和第三金属层，所述的第一介质基板、所述的半固化片和所述的第二介质基板均为矩形板，且三者从上到下完全重合；所述的第一金属层附着在所述的第一介质基板的上表面；所述的第二金属层附着在所述的第一介质基板的下表面，用于产生高频右旋圆极化波；所述的第三金属层附着在所述的第二介质基板的下表面，所述的第三金属层用于和所述的第一金属层共同作用产生低频左旋圆极化波；所述的半固化片分别与所述的第二金属层和所述的第二介质基板固定连接；所述的第一金属层和所述的第二金属层采用不同的极化子结构实现，所述的第一金属层与所述的第三金属层采用相同的极化子结构实现，所述的第一介质基板作为物理隔离层将所述的第一金属层与所述的第二金属层隔离开。
所述的第一金属层包括m*n个第一金属单元，m为大于等于1的整数，n为大于等于1的整数，m*n个第一金属单元分别附着在所述的第一介质基板的上表面，且按照m行n列方式均匀间隔排布；每个所述的第一金属单元分别包括第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块、第五矩形金属块、第六矩形金属块、第七矩形金属块、第八矩形金属块和第九矩形金属块，所述的第一矩形金属块、所述的第二矩形金属块和所述的第三矩形金属块按照从前到后的顺序平行间隔排布，所述的第一矩形金属块和所述的第三矩形金属块相对于所述的第二矩形金属块呈前后对称，所述的第四矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的左侧，所述的第五矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的右侧，所述的第四矩形金属块和所述的第五矩形金属块相对于所述的第二矩形金属块呈左右对称，所述的第一矩形金属块的左端面、所述的第三矩形金属块的左端面和所述的第四矩形金属块的左端面齐平，所述的第一矩形金属块的右端面、所述的第三矩形金属块的右端面和所述的第五矩形金属块的右端面齐平，所述的第四矩形金属块的右端面中部与所述的第二矩形金属块的左端面连接且呈两者贴合状态，所述的第五矩形金属块的左端面中部与所述的第二矩形金属块的右端面连接且呈两者贴合状态，所述的第六矩形金属块位于所述的第四矩形金属块的前侧，所述的第六矩形金属块的后端面与所述的第四矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第七矩形金属块位于所述的第四矩形金属块的后侧，所述的第七矩形金属块的前端面与所述的第四矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态，所述的第六矩形金属块的左端面所在平面与所述的第四矩形金属块的左端面所在平面之间的距离小于所述的第六矩形金属块的右端面所在平面与所述的第四矩形金属块的右端面所在平面之间的距离，所述的第八矩形金属块位于所述的第五矩形金属块的前侧，所述的第八矩形金属块的后端面与所述的第五矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第九矩形金属块位于所述的第五矩形金属块的后侧，所述的第九矩形金属块的前端面与所述的第五矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态，所述的第八矩形金属块的左端面所在平面与所述的第五矩形金属块的左端面所在平面之间的距离大于所述的第八矩形金属块的右端面所在平面与所述的第五矩形金属块的右端面所在平面之间的距离，所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块前后对称，所述的第八矩形金属块和所述的第九矩形金属块前后对称，所述的第六矩形金属块和所述的第八矩形金属块左右对称，所述的第七矩形金属块和所述的第九矩形金属块左右对称；位于第1行的n个第一金属单元的第一矩形金属块的前端面与所述的第一介质基板的前端面齐平，位于第m行的n个第一金属单元的第三矩形金属块的后端面与所述的第一介质基板的后端面齐平，位于第1列的m个第一金属单元的第六矩形金属块的左端面位于同一平面，且该平面与所述的第一介质基板的左端面所在平面平行，位于第n列的m个第一金属单元的第八矩形金属块的右端面位于同一平面，且该平面与所述的第一介质基板的右端面所在平面平行，位于第1列的m个第一金属单元的第六矩形金属块的左端面所在平面与所述的第一介质基板的左端面所在平面之间的距离等于位于第n列的m个第一金属单元的第八矩形金属块的右端面所在平面与所述的第一介质基板的右端面所在平面之间的距离。
所述的第二金属层包括m*n个第二金属单元，m为大于等于1的整数，n为大于等于1的整数，m*n个第二金属单元分别附着在所述的第一介质基板的下表面，且按照m行n列方式均匀间隔排布；每个所述的第二金属单元分别包括第一金属结构和第二金属结构，所述的第一金属结构和所述的第二金属结构左右并行间隔排布，所述的第一金属结构位于所述的第二金属结构的左侧；所述的第一金属结构包括第十矩形金属块、第十一矩形金属块、第十二矩形金属块、第十三矩形金属块、第十四矩形金属块、第十五矩形金属块和四个大小相同的圆弧形金属块，所述的第十一矩形金属块位于所述的第十矩形金属块和所述的第十二矩形金属块之间，所述的第十矩形金属块的后端面与所述的第十一矩形金属块的前端面贴合连接，所述的第十一矩形金属块的后端面与所述的第十二矩形金属块的前端面贴合连接，所述的第十矩形金属块的左端面、所述的第十一矩形金属块的左端面和所述的第十二矩形金属块的左端面位于同一平面，所述的第十四矩形金属块位于所述的第十一矩形金属块的右侧，且两者平行间隔，所述的第十四矩形金属块位于所述的第十三矩形金属块和所述的第十五矩形金属块之间，所述的第十三矩形金属块的后端面与所述的第十四矩形金属块的前端面贴合连接，所述的第十四矩形金属块的后端面与所述的第十五矩形金属块的前端面贴合连接，所述的第十三矩形金属块的右端面、所述的第十四矩形金属块的右端面和所述的第十五矩形金属块的右端面位于同一平面，所述的第十一矩形金属块沿前后方向的长度小于所述的第十四矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第十一矩形金属块沿左右方向的长度小于所述的第十四矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第十矩形金属块与所述的第十二矩形金属块前后对称，所述的第十三矩形金属块与所述的第十五矩形金属块前后对称，所述的第十一矩形金属块前端面所在平面与所述的第十四矩形金属块前端面所在平面之间的距离等于所述的第十一矩形金属块后端面所在平面与所述的第十四矩形金属块后端面所在平面之间的距离，所述的第十矩形金属块的前端面所在平面位于所述的第十三矩形金属块的前端面所在平面的后侧，四个所述的圆弧形金属块均位于所述的第十一矩形金属块和所述的第十四矩形金属块之间，四个所述的圆弧形金属块沿一圈间隔分布，且四个所述的圆弧形金属块的外弧面位于同一圆面上，四个所述的圆弧形金属块的内弧面位于同一圆面上；位于第1行的n个第二金属单元中，每个第二金属单元中第一金属结构的第十三矩形金属块的前端面位于同一平面且该平面与所述的第一介质基板的前端面齐平，位于第m行的n个第二金属单元中，每个第二金属单元中第一金属结构的第十五矩形金属块的前端面位于同一平面且该平面与所述的第一介质基板的后端面齐平，位于第1列的m个第二金属单元中，每个第二金属单元中第一金属结构的第十一矩形金属块的左端面位于同一平面且该平面与所述的第一介质基板的左端面齐平，位于第n列的m个第二金属单元中，每个第二金属单元中第二金属结构中与第一金属结构的第十一矩形金属块对称的矩形金属块的右端面位于同一平面且该平面与所述的第一介质基板的右端面齐平。
所述的第三金属层包括m*n个第三金属单元，m*n个第三金属单元分别附着在所述的第二介质基板的下表面，且按照m行n列方式均匀间隔排布，所述的第三金属单元的结构与所述的第二金属单元的结构完全一样，如果所述的第二金属层映射到所述的第二介质基板的下表面，将会与所述的第三金属层完全重合，所述的第一金属层中的m*n个第一金属单元、所述的第二金属层中m*n个第一金属单元和所述的第三金属层中的m*n个第三金属单元从上到下三者一一对应。所述的第一介质基板采用介电常数为2.2，介质损耗角正切为0.0009，厚度为1.016毫米的TLY-5材料制备而成，所述的第二介质基板采用介电常数为2.2，介质损耗角正切为0.0009，厚度为1.016毫米的TLY-5材料制备而成，所述的半固化片采用介电常数为2.81，介质损耗角正切为0.0014，厚度为0.1毫米的Taconic FR-28-0040-50材料制备而成。该结构中，第一介质基板介电常数小，损耗低，且半固化片可以粘合不同的介质基板，稳定性好。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过按照从上到下顺序层叠的第一金属层、第一介质基板、第二金属层、半固化片、第二介质基板和第三金属层构建用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，第一介质基板、半固化片和第二介质基板均为矩形板，且三者从上到下完全重合；第一金属层附着在第一介质基板的上表面；第二金属层附着在第一介质基板的下表面，用于产生高频右旋圆极化波；第三金属层附着在第二介质基板的下表面，第三金属层用于和第一金属层共同作用产生低频左旋圆极化波；半固化片分别与第二金属层和第二介质基板固定连接；第一金属层和第二金属层采用不同的极化子结构实现，第一金属层与第三金属层采用相同的极化子结构实现，第一介质基板作为物理隔离层将第一金属层与第二金属层隔离开，本发明利用物理隔离的方式将不同极化子结构的第一金属层和第二金属层隔离开，从而降低两者之间的互耦影响，再者第一金属层与第三金属层的结构一致，可以极大的提高带宽，本发明能在K/Ka双频段将输入的线极化波转化为不同旋向的圆极化波，实验验证本发明具有较宽的带宽，轴比小于3dB的相对带宽更宽，角度稳定性能达到55度，角度稳定性较高，结构简单，易于集成化，能够适用于多种平面天线需求，大大简化了通信系统的复杂性和成本。
附图说明
图1为本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器的侧视图；
图2(a)为本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器的第一金属层的俯视图；
图2(b)为本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器的第一金属层的第一金属单元的俯视图；
图3(a)为本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器的第二金属层的俯视图；
图3(b)为本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器的第二金属层的第二金属单元的俯视图；
图4为本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器在正常入射时的轴比图；
图5为本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器在斜入射为55度时的轴比图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：如图1所示，一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，包括按照从上到下顺序层叠的第一金属层1、第一介质基板2、第二金属层3、半固化片4、第二介质基板5和第三金属层6，第一介质基板2、半固化片4和第二介质基板5均为矩形板，且三者从上到下完全重合；第一金属层1附着在第一介质基板2的上表面；第二金属层3附着在第一介质基板2的下表面，用于产生高频右旋圆极化波；第三金属层6附着在第二介质基板5的下表面，第三金属层6用于和第一金属层1共同作用产生低频左旋圆极化波；半固化片4分别与第二金属层3和第二介质基板5固定连接；第一金属层1和第二金属层3采用不同的极化子结构实现，第一金属层1与第三金属层6采用相同的极化子结构实现，第一介质基板作为物理隔离层将第一金属层与第二金属层隔离开。
如图2所示，本实施例中，第一金属层1包括m*n个第一金属单元7，m为大于等于1的整数，n为大于等于1的整数，m*n个第一金属单元7分别附着在第一介质基板2的上表面，且按照m行n列方式均匀间隔排布；每个第一金属单元7分别包括第一矩形金属块8、第二矩形金属块9、第三矩形金属块10、第四矩形金属块11、第五矩形金属块12、第六矩形金属块13、第七矩形金属块14、第八矩形金属块15和第九矩形金属块16，第一矩形金属块8、第二矩形金属块9和第三矩形金属块10按照从前到后的顺序平行间隔排布，第一矩形金属块8和第三矩形金属块10相对于第二矩形金属块9呈前后对称，第四矩形金属块11位于第二矩形金属块9的左侧，第五矩形金属块12位于第二矩形金属块9的右侧，第四矩形金属块11和第五矩形金属块12相对于第二矩形金属块9呈左右对称，第一矩形金属块8的左端面、第三矩形金属块10的左端面和第四矩形金属块11的左端面齐平，第一矩形金属块8的右端面、第三矩形金属块10的右端面和第五矩形金属块12的右端面齐平，第四矩形金属块11的右端面中部与第二矩形金属块9的左端面连接且呈两者贴合状态，第五矩形金属块12的左端面中部与第二矩形金属块9的右端面连接且呈两者贴合状态，第六矩形金属块13位于第四矩形金属块11的前侧，第六矩形金属块13的后端面与第四矩形金属块11的前端面连接且两者呈贴合状态，第七矩形金属块14位于第四矩形金属块11的后侧，第七矩形金属块14的前端面与第四矩形金属块11的后端面连接且两者呈贴合状态，第六矩形金属块13的左端面所在平面与第四矩形金属块11的左端面所在平面之间的距离小于第六矩形金属块13的右端面所在平面与第四矩形金属块11的右端面所在平面之间的距离，第八矩形金属块15位于第五矩形金属块12的前侧，第八矩形金属块15的后端面与第五矩形金属块12的前端面连接且两者呈贴合状态，第九矩形金属块16位于第五矩形金属块12的后侧，第九矩形金属块16的前端面与第五矩形金属块12的后端面连接且两者呈贴合状态，第八矩形金属块15的左端面所在平面与第五矩形金属块12的左端面所在平面之间的距离大于第八矩形金属块15的右端面所在平面与第五矩形金属块12的右端面所在平面之间的距离，第六矩形金属块13和第七矩形金属块14前后对称，第八矩形金属块15和第九矩形金属块16前后对称，第六矩形金属块13和第八矩形金属块15左右对称，第七矩形金属块14和第九矩形金属块16左右对称；位于第1行的n个第一金属单元7的第一矩形金属块8的前端面与第一介质基板2的前端面齐平，位于第m行的n个第一金属单元7的第三矩形金属块10的后端面与第一介质基板2的后端面齐平，位于第1列的m个第一金属单元7的第六矩形金属块13的左端面位于同一平面，且该平面与第一介质基板2的左端面所在平面平行，位于第n列的m个第一金属单元7的第八矩形金属块15的右端面位于同一平面，且该平面与第一介质基板2的右端面所在平面平行，位于第1列的m个第一金属单元7的第六矩形金属块13的左端面所在平面与第一介质基板2的左端面所在平面之间的距离等于位于第n列的m个第一金属单元7的第八矩形金属块15的右端面所在平面与第一介质基板2的右端面所在平面之间的距离。
如图3所示，本实施例中，第二金属层3包括m*n个第二金属单元17，m为大于等于1的整数，n为大于等于1的整数，m*n个第二金属单元17分别附着在第一介质基板2的下表面，且按照m行n列方式无间隔排布；每个第二金属单元17分别包括第一金属结构18和第二金属结构19，第一金属结构18和第二金属结构19左右并行间隔排布，第一金属结构18位于第二金属结构19的左侧；第一金属结构18包括第十矩形金属块20、第十一矩形金属块21、第十二矩形金属块22、第十三矩形金属块23、第十四矩形金属块24、第十五矩形金属块25和四个大小相同的圆弧形金属块26，第十一矩形金属块21位于第十矩形金属块20和第十二矩形金属块22之间，第十矩形金属块20的后端面与第十一矩形金属块21的前端面贴合连接，第十一矩形金属块21的后端面与第十二矩形金属块22的前端面贴合连接，第十矩形金属块20的左端面、第十一矩形金属块21的左端面和第十二矩形金属块22的左端面位于同一平面，第十四矩形金属块24位于第十一矩形金属块21的右侧，且两者平行间隔，第十四矩形金属块24位于第十三矩形金属块23和第十五矩形金属块25之间，第十三矩形金属块23的后端面与第十四矩形金属块24的前端面贴合连接，第十四矩形金属块24的后端面与第十五矩形金属块25的前端面贴合连接，第十三矩形金属块23的右端面、第十四矩形金属块24的右端面和第十五矩形金属块25的右端面位于同一平面，第十一矩形金属块21沿前后方向的长度小于第十四矩形金属块24沿前后方向的长度，第十一矩形金属块21沿左右方向的长度小于第十四矩形金属块24沿左右方向的长度，第十矩形金属块20与第十二矩形金属块22前后对称，第十三矩形金属块23与第十五矩形金属块25前后对称，第十一矩形金属块21前端面所在平面与第十四矩形金属块24前端面所在平面之间的距离等于第十一矩形金属块21后端面所在平面与第十四矩形金属块24后端面所在平面之间的距离，第十矩形金属块20的前端面所在平面位于第十三矩形金属块23的前端面所在平面的后侧，四个圆弧形金属块26均位于第十一矩形金属块21和第十四矩形金属块24之间，四个圆弧形金属块26沿一圈间隔分布，且四个圆弧形金属块26的外弧面位于同一圆面上，四个圆弧形金属块26的内弧面位于同一圆面上；位于第1行的n个第二金属单元17中，每个第二金属单元17中第一金属结构18的第十三矩形金属块23的前端面位于同一平面且该平面与第一介质基板2的前端面齐平，位于第m行的n个第二金属单元17中，每个第二金属单元17中第一金属结构18的第十五矩形金属块25的前端面位于同一平面且该平面与第一介质基板2的后端面齐平，位于第1列的m个第二金属单元17中，每个第二金属单元17中第一金属结构18的第十一矩形金属块21的左端面位于同一平面且该平面与第一介质基板2的左端面齐平，位于第n列的m个第二金属单元17中，每个第二金属单元17中第二金属结构19中与第一金属结构18的第十一矩形金属块21对称的矩形金属块的右端面位于同一平面且该平面与第一介质基板2的右端面齐平。
本实施例中，第三金属层6包括m*n个第三金属单元，m*n个第三金属单元分别附着在第二介质基板5的下表面，且按照m行n列方式均匀间隔排布，第三金属单元的结构与第二金属单元17的结构完全一样，如果第二金属层3映射到第二介质基板5的下表面，将会与第三金属层6完全重合，第一金属层1中的m*n个第一金属单元7、第二金属层3中m*n个第一金属单元7和第三金属层6中的m*n个第三金属单元从上到下三者一一对应。
为验证本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，在轴比带宽窄，角度稳定性差的条件下对本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器进行仿真，其中，本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器在正常入射时的轴比图如图4所示，本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器在斜入射为55度时的轴比图如图5所示。分析图4可知：本发明的双圆线圆极化器轴比带宽小于3dB，在低频段带宽为11.5GHz-20GHz，在高频段带宽为28.8GHz-31.8GHz，具有较宽的带宽；分析图5可知：本发明的双圆线圆极化器的最大斜入射角为55度，角度稳定性好。
综上所述，本发明的用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器能在双频段将输入的线极化波转化为不同旋向的圆极化波，轴比小于3dB的相对带宽更宽，角度稳定性能达到55度，能够实现单口径天线在两个频段同时发射和接收不同旋向圆极化波的功能，大大简化了通信系统的复杂性和成本。
Claims (5)
1.一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，其特征在于包括按照从上到下顺序层叠的第一金属层、第一介质基板、第二金属层、半固化片、第二介质基板和第三金属层，所述的第一介质基板、所述的半固化片和所述的第二介质基板均为矩形板，且三者从上到下完全重合；所述的第一金属层附着在所述的第一介质基板的上表面，所述的第二金属层附着在所述的第一介质基板的下表面，用于产生高频右旋圆极化波；所述的第三金属层附着在所述的第二介质基板的下表面，所述的第三金属层用于和所述的第一金属层共同作用产生低频左旋圆极化波；所述的半固化片分别与所述的第二金属层和所述的第二介质基板固定连接；所述的第一金属层和所述的第二金属层采用不同的极化子结构实现，所述的第一金属层与所述的第三金属层采用相同的极化子结构实现，所述的第一介质基板作为物理隔离层将所述的第一金属层与所述的第二金属层隔离开。
2.根据权利要求1所述的一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，其特征在于所述的第一金属层包括m*n个第一金属单元，m为大于等于1的整数，n为大于等于1的整数，m*n个第一金属单元分别附着在所述的第一介质基板的上表面，且按照m行n列方式均匀间隔排布；每个所述的第一金属单元分别包括第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块、第五矩形金属块、第六矩形金属块、第七矩形金属块、第八矩形金属块和第九矩形金属块，所述的第一矩形金属块、所述的第二矩形金属块和所述的第三矩形金属块按照从前到后的顺序平行间隔排布，所述的第一矩形金属块和所述的第三矩形金属块相对于所述的第二矩形金属块呈前后对称，所述的第四矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的左侧，所述的第五矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的右侧，所述的第四矩形金属块和所述的第五矩形金属块相对于所述的第二矩形金属块呈左右对称，所述的第一矩形金属块的左端面、所述的第三矩形金属块的左端面和所述的第四矩形金属块的左端面齐平，所述的第一矩形金属块的右端面、所述的第三矩形金属块的右端面和所述的第五矩形金属块的右端面齐平，所述的第四矩形金属块的右端面中部与所述的第二矩形金属块的左端面连接且呈两者贴合状态，所述的第五矩形金属块的左端面中部与所述的第二矩形金属块的右端面连接且呈两者贴合状态，所述的第六矩形金属块位于所述的第四矩形金属块的前侧，所述的第六矩形金属块的后端面与所述的第四矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第七矩形金属块位于所述的第四矩形金属块的后侧，所述的第七矩形金属块的前端面与所述的第四矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态，所述的第六矩形金属块的左端面所在平面与所述的第四矩形金属块的左端面所在平面之间的距离小于所述的第六矩形金属块的右端面所在平面与所述的第四矩形金属块的右端面所在平面之间的距离，所述的第八矩形金属块位于所述的第五矩形金属块的前侧，所述的第八矩形金属块的后端面与所述的第五矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第九矩形金属块位于所述的第五矩形金属块的后侧，所述的第九矩形金属块的前端面与所述的第五矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态，所述的第八矩形金属块的左端面所在平面与所述的第五矩形金属块的左端面所在平面之间的距离大于所述的第八矩形金属块的右端面所在平面与所述的第五矩形金属块的右端面所在平面之间的距离，所述的第六矩形金属块和所述的第七矩形金属块前后对称，所述的第八矩形金属块和所述的第九矩形金属块前后对称，所述的第六矩形金属块和所述的第八矩形金属块左右对称，所述的第七矩形金属块和所述的第九矩形金属块左右对称；位于第1行的n个第一金属单元的第一矩形金属块的前端面与所述的第一介质基板的前端面齐平，位于第m行的n个第一金属单元的第三矩形金属块的后端面与所述的第一介质基板的后端面齐平，位于第1列的m个第一金属单元的第六矩形金属块的左端面位于同一平面，且该平面与所述的第一介质基板的左端面所在平面平行，位于第n列的m个第一金属单元的第八矩形金属块的右端面位于同一平面，且该平面与所述的第一介质基板的右端面所在平面平行，位于第1列的m个第一金属单元的第六矩形金属块的左端面所在平面与所述的第一介质基板的左端面所在平面之间的距离等于位于第n列的m个第一金属单元的第八矩形金属块的右端面所在平面与所述的第一介质基板的右端面所在平面之间的距离。
3.根据权利要求2所述的一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，其特征在于所述的第二金属层包括m*n个第二金属单元，m为大于等于1的整数，n为大于等于1的整数，m*n个第二金属单元分别附着在所述的第一介质基板的下表面，且按照m行n列方式均匀间隔排布；每个所述的第二金属单元分别包括第一金属结构和第二金属结构，所述的第一金属结构和所述的第二金属结构左右并行间隔排布，所述的第一金属结构位于所述的第二金属结构的左侧；所述的第一金属结构包括第十矩形金属块、第十一矩形金属块、第十二矩形金属块、第十三矩形金属块、第十四矩形金属块、第十五矩形金属块和四个大小相同的圆弧形金属块，所述的第十一矩形金属块位于所述的第十矩形金属块和所述的第十二矩形金属块之间，所述的第十矩形金属块的后端面与所述的第十一矩形金属块的前端面贴合连接，所述的第十一矩形金属块的后端面与所述的第十二矩形金属块的前端面贴合连接，所述的第十矩形金属块的左端面、所述的第十一矩形金属块的左端面和所述的第十二矩形金属块的左端面位于同一平面，所述的第十四矩形金属块位于所述的第十一矩形金属块的右侧，且两者平行间隔，所述的第十四矩形金属块位于所述的第十三矩形金属块和所述的第十五矩形金属块之间，所述的第十三矩形金属块的后端面与所述的第十四矩形金属块的前端面贴合连接，所述的第十四矩形金属块的后端面与所述的第十五矩形金属块的前端面贴合连接，所述的第十三矩形金属块的右端面、所述的第十四矩形金属块的右端面和所述的第十五矩形金属块的右端面位于同一平面，所述的第十一矩形金属块沿前后方向的长度小于所述的第十四矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第十一矩形金属块沿左右方向的长度小于所述的第十四矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第十矩形金属块与所述的第十二矩形金属块前后对称，所述的第十三矩形金属块与所述的第十五矩形金属块前后对称，所述的第十一矩形金属块前端面所在平面与所述的第十四矩形金属块前端面所在平面之间的距离等于所述的第十一矩形金属块后端面所在平面与所述的第十四矩形金属块后端面所在平面之间的距离，所述的第十矩形金属块的前端面所在平面位于所述的第十三矩形金属块的前端面所在平面的后侧，四个所述的圆弧形金属块均位于所述的第十一矩形金属块和所述的第十四矩形金属块之间，四个所述的圆弧形金属块沿一圈间隔分布，且四个所述的圆弧形金属块的外弧面位于同一圆面上，四个所述的圆弧形金属块的内弧面位于同一圆面上；位于第1行的n个第二金属单元中，每个第二金属单元中第一金属结构的第十三矩形金属块的前端面位于同一平面且该平面与所述的第一介质基板的前端面齐平，位于第m行的n个第二金属单元中，每个第二金属单元中第一金属结构的第十五矩形金属块的前端面位于同一平面且该平面与所述的第一介质基板的后端面齐平，位于第1列的m个第二金属单元中，每个第二金属单元中第一金属结构的第十一矩形金属块的左端面位于同一平面且该平面与所述的第一介质基板的左端面齐平，位于第n列的m个第二金属单元中，每个第二金属单元中第二金属结构中与第一金属结构的第十一矩形金属块对称的矩形金属块的右端面位于同一平面且该平面与所述的第一介质基板的右端面齐平。
4.根据权利要求3所述的一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，其特征在于所述的第三金属层包括m*n个第三金属单元，m*n个第三金属单元分别附着在所述的第二介质基板的下表面，且按照m行n列方式均匀间隔排布，所述的第三金属单元的结构与所述的第二金属单元的结构完全一样，如果所述的第二金属层映射到所述的第二介质基板的下表面，将会与所述的第三金属层完全重合，所述的第一金属层中的m*n个第一金属单元、所述的第二金属层中m*n个第一金属单元和所述的第三金属层中的m*n个第三金属单元从上到下三者一一对应。
5.根据权利要求1所述的一种用于K/Ka双频段的双圆线圆极化器，其特征在于所述的第一介质基板采用介电常数为2.2，介质损耗角正切为0.0009，厚度为1.016毫米的TLY-5材料制备而成，所述的第二介质基板采用介电常数为2.2，介质损耗角正切为0.0009，厚度为1.016毫米的TLY-5材料制备而成，所述的半固化片采用介电常数为2.81，介质损耗角正切为0.0014，厚度为0.1毫米的Taconic FR-28-0040-50材料制备而成。
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