CN117477223A - 一种圆极化透镜雷达天线 - Google Patents

一种圆极化透镜雷达天线 Download PDF

Info

Publication number
CN117477223A
CN117477223A CN202311632292.6A CN202311632292A CN117477223A CN 117477223 A CN117477223 A CN 117477223A CN 202311632292 A CN202311632292 A CN 202311632292A CN 117477223 A CN117477223 A CN 117477223A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
feed
grid polarizer
circularly polarized
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311632292.6A
Other languages
English (en)
Inventor
钟灿英
陈科
张晓�
翁浩议
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen University
Original Assignee
Shenzhen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen University filed Critical Shenzhen University
Priority to CN202311632292.6A priority Critical patent/CN117477223A/zh
Publication of CN117477223A publication Critical patent/CN117477223A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/08—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism formed of solid dielectric material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters 
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters 
    • H01Q15/242—Polarisation converters
    • H01Q15/244—Polarisation converters converting a linear polarised wave into a circular polarised wave
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明公开了一种圆极化雷达天线，包括：馈电单元，具有一组正交馈电结构；贴片天线，设置于馈电单元顶部，通过正交馈电结构产生两正交线极化波；介质透镜，设置于贴片天线顶部，由栅格极化器和半球透镜部组成，栅格极化器中栅格的延伸方向与贴片天线的极化方向呈45°角。该天线具有高增益和结构简单的馈电单元，接收天线和发射天线相位中心重叠，且相位中心放置在透镜焦点处，保证了收发方向图重叠且指向正前方；栅格极化器中栅格延伸方向与贴片天线的极化方向呈45°角，可将线极化波转化为圆极化波，得到圆极化天线，避免了圆极化馈电网络的设计，简化了天线结构，降低了设计和生产难度，提高了雷达天线收发信号时的抗干扰性，保证了隔离度。

Description

一种圆极化透镜雷达天线
技术领域
本发明属于毫米波雷达天线技术领域，具体地说涉及一种圆极化透镜雷达天线。
背景技术
随着雷达天线技术的不断发展，雷达天线在军事、工业、民用、科研等领域的远程探测和测距发挥了重要作用。在诸如管道液位测量、车载雷达测距等特定应用场景下，要求雷达天线具有窄波束、高增益和低副瓣的特点。目前，通常采用圆极化技术改善雷达系统的隔离度，采用微带阵列天线提高增益，但是对于阵列天线来说，圆极化的馈电网络设计复杂，在毫米波的波段，由于频率高、PCB板损耗大，较难实现高增益，同时由于对加工精度要求较高，生产成本也随之提高。
近年来，许多学者在远距离雷达探测方面进行了研究，文献“An Array Antennafor Both Long-and Medium-Range 77GHz Automotive Radar Applications,IEEETransactions on Antennas and Propagation,vol.65,no.12,pp.7207-7216,Dec.2017,J.Xu,W.Hong,H.Zhang,G.Wang,Y.Yu and Z.H.Jiang”公开了一种新型的具有平肩形辐射方向图的阵列天线，其适用于长距离和中距离的汽车雷达，采用波束赋形阵列实现了高增益、窄波束，但是这种方案存在在毫米波段损耗大、馈电网络设计复杂、天线整体尺寸大的技术问题。文献“A high efficiency antenna with horn and lens for 77GHzautomotive long range radar,"2016European Radar Conference(EuRAD),London,UK,2016,pp.378-381.A.Kuriyama,H.Nagaishi,H.Kuroda and K.Takano”公开了一种用于77HGz的汽车远程雷达的高效率天线，其由贴片天线、角锥喇叭以及介质透镜组成，该天线克服了传统阵列天线馈电网络设计复杂的缺点，在面积近似的情况下，发射天线的天线增益为23.5dBi，天线效率为32.3％，是传统串馈微带贴片阵列天线的1.6倍，但由于收发天线分离，存在体积较大的问题。中国专利CN115732927A公开了一种D波段透镜天线，其采用波导馈电，将收发端口集成一体的同时用隔离墙将其分开，保证了隔离度，使收发端口尽量接近达到方向图重叠的目的，但是由于加工水平限制，隔离墙容易损坏且厚度有限制，无法做到收发方向图完全重叠。中国专利CN112688086A公开了一种双极化集成透镜天线，其实现了收发方向图重叠，但是由于收发线极化，会带来3dB的极化损失，不利于远距离探测。中国专利CN115051170A公开了一种W波段圆极化透镜天线，其在透镜底部加载光栅结构，透镜天线将球面波转化为平面波从而提高了增益，光栅结构将线极化波转为圆极化波，但是该天线设计和结构实现较为复杂。
综上所述，上述方案难以满足要求高增益、窄波束、收发方向图重叠的场合，有鉴于此，有必要对现有技术中的雷达天线予以进一步改进。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有毫米波雷达天线结构复杂、体积大、无法满足高增益、窄波束、收发方向图重叠的要求，从而提出一种结构简单、体积小巧、具有高增益、窄波束、收发方向图重叠、抗干扰性强、隔离度高的圆极化透镜雷达天线。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供一种圆极化透镜雷达天线，其包括：
馈电单元，所述馈电单元包括一组正交馈电结构；
贴片天线，设置于所述馈电单元顶部，所述贴片天线由所述正交馈电结构馈电、产生两正交线极化波；
介质透镜，设置于所述贴片天线顶部，所述介质透镜由沿远离所述贴片天线的方向顺次设置的栅格极化器和半球透镜部组成，所述栅格极化器中栅格的延伸方向与所述贴片天线的极化方向呈45°角。
作为优选，所述栅格极化器包括栅格极化器本体，所述栅格极化器本体开设有若干间隔设置的栅格镂空部，所述栅格镂空部贯穿所述栅格极化器本体设置。
作为优选，所述栅格镂空部为开设于所述栅格格栅本体的镂空槽，所述镂空槽的宽度为W1，镂空槽侧壁的宽度为W2，所述镂空槽侧壁的宽度W2与镂空槽的宽度W1之间满足：W1/(W1+W2)＝0.3～0.5。
作为优选，所述栅格极化器本体呈圆柱形，所述圆柱形栅格极化器本体的直径与所述半球形透镜部的直径相同。
作为优选，所述贴片天线相位中心设置于所述介质透镜的中央焦点位置。
作为优选，所述馈电单元包括印制电路板，所述印制电路板连接有第一馈电端，所述第一馈电端通过顺次连接的第一馈线、第一谐振器耦合于所述贴片天线，所述印制电路板还连接有第二馈电端，所述第二馈电端通过顺次连接的第二馈线、第二谐振器耦合于所述贴片天线，所述第一馈线垂直于所述第二馈线以形成正交馈电结构。
作为优选，所述第一馈电端外部设置有第一短路单元，所述第二馈电端外部设置有第二短路单元。
作为优选，所述介质透镜的材质为光敏树脂，所述栅格极化器的参数满足如下公式：
其中，为相位差，h为栅格极化器高度，λ0为天线的真空波长，εy为介质的介电常数，εx为空气的介电常数。
作为优选，所述贴片天线为矩形微带贴片天线；所述谐振器为工字形谐振器。
作为优选，所述栅格极化器本体边缘开设有第一连接通孔，所述介质透镜通过所述第一连接通孔连接于所述馈电单元；所述馈电单元开设有用于固定馈电接头的馈电连接孔，还开设有用于连接外部结构的第二连接通孔。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的圆极化雷达天线，包括：馈电单元，馈电单元包括一组正交馈电结构；贴片天线，设置于馈电单元顶部，通过正交馈电结构产生两正交线极化波；介质透镜的焦点设置于贴片天线的相位中心处，介质透镜由沿远离贴片天线的方向顺次设置的栅格极化器和半球透镜部组成，栅格极化器中栅格的延伸方向与贴片天线的极化方向呈45°角。该天线采用介质透镜提高了天线的增益，馈电单元的结构简单，接收天线和发射天线的相位中心重叠，且相位中心放置在透镜的焦点处，保证了收发方向图重叠且指向正前方，栅格极化器中栅格的延伸方向与贴片天线的极化方向呈45°角设置，可将线极化波转化为圆极化波，得到了圆极化雷达天线，避免了圆极化馈电网络的设计与制作，简化了天线结构、降低了设计和生产难度，提高了雷达天线收发信号时的抗干扰性、保证了隔离度。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线的分解示意图；
图2是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线的侧视图；
图3是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线中栅格极化器的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线中栅格极化器的俯视图；
图5是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线中馈电单元的俯视图；
图6是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线中馈电单元的仰视图；
图7是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线的工作原理示意图；
图8是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线的反射系数随频率变化的仿真曲线图；
图9是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线的轴比随频率变化的仿真曲线图；
图10是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线的两个端口在24GHz时的方向图；
图11是本发明实施例提供的圆极化透镜雷达天线的一个端口在24GHz时的左旋和右旋方向图。
图中附图标记表示为：1-馈电单元；101-印制电路板；102-第一馈电端；103-第一馈线；104-第一谐振器；105-第二馈电端；106-第二馈线；107-第二谐振器；108-第一短路单元；109-第二短路单元；110-馈电连接孔；111-第二连接通孔；2-贴片天线；3-介质透镜；31-栅格极化器；311-栅格极化器本体；312-栅格镂空部；313-第一连接通孔；32-半球透镜部；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本实施例提供一种圆极化透镜雷达天线，其可应用于液位测量、远距离测距等领域，请参阅图1-图6，该圆极化透镜雷达天线包括：馈电单元1，馈电单元具有一组正交馈电结构，馈电单元1的顶部设置有贴片天线2，贴片天线2由上述正交馈电结构馈电，产生两个正交的线极化波，贴片天线2顶部设置有介质透镜3，介质透镜3具体由沿远离贴片天线2的方向顺次设置的栅格极化器31和半球透镜部32组成，其中，栅格极化器31设置于贴片天线2的正上方，栅格极化器31内部具有若干长条形栅格，栅格的延伸方向与贴片天线2的极化方向呈45°角设置。
本实施例提供的圆极化透镜雷达天线，馈电单元1包括一正交馈电结构，收发天线共用一个贴片天线2，并且基于本实施例采用的介质透镜3的结构，其焦点是唯一的，且收、发天线的相位中心和介质透镜3的焦点重合，从而保证了雷达天线的收发方向图重叠，波束不会偏转，采用的介质透镜3结构还提高了天线的增益，得到了高增益、低副瓣的窄波束，而通过栅格极化器31中栅格的延伸方向与贴片天线2的极化方向呈45°角设置，将贴片天线2的线极化波转化为圆极化波，避免了圆极化馈电网络的设计和制作，简化了天线的馈电网络设计和制作流程，提高了雷达收发信号的抗干扰性，还保证了隔离度。解决了传统雷达天线中馈电网络设计复杂的技术问题，以及雷达收发方向不重叠，相位中心与透镜焦点不重合导致波束偏转、无法满足测量要求的问题。本实施例的高增益、窄波束、收发方向图重合的圆极化透镜雷达天线具有极大应用价值，适用于液位测量、远距离测距等特殊需求。
本实施例中，如图1-4所示，介质透镜3由栅格极化器31和半球透镜部32组成，其中，栅格极化器31底部连接于馈电单元1，半球透镜部32设置于栅格极化器31的顶部，半球透镜部32呈半球形，栅格极化器31呈圆柱形结构。具体地，栅格极化器31包括圆柱形的栅格极化器本体311，栅格极化器本体311开设有若干条间隔设置的栅格镂空部312，若干栅格镂空部312沿栅格极化器本体311的径向平行设置，栅格镂空部312为开设于栅格极化器本体311的长条形镂空槽，长条形镂空槽的宽度为W1，镂空槽两侧的镂空槽侧壁宽度为W2，镂空槽侧壁宽度W2与镂空槽的宽度W1满足如下关系式：W1/(W1+W2)＝0.3～0.5。
本实施例中，如图所示，栅格镂空部312设置为9条，在栅格极化器31的轴向，栅格镂空部312贯穿栅格极化器本体311设置，从而形成上下贯通的镂空位，镂空位内具有空气介质(空气介质的宽度即为栅格镂空部312的宽度W1)，在实际应用中，可根据需求设置栅格镂空部312的宽度，从而调整栅格镂空部312边缘的镂空槽侧壁宽度W2与空气介质的宽度W1比例，来实现生成圆极化波的90°相位差条件。同时，该栅格镂空部312的设置，由于在栅格极化器31开设镂空槽位，还降低了透镜的重量和高度，进而降低了雷达天线的体积和剖面，该介质透镜3的结构通过将球面波转化为平面波，显著提高了天线的增益。
本实施例中优选地，介质透镜3采用光敏树脂材质，圆柱形的栅格极化器31、半球透镜部32的半径相同，栅格极化器31的参数满足如下公式：
其中，为相位差，h为栅格极化器高度，λ0为天线的真空波长，εy为介质透镜的介电常数，εx为空气的介电常数。
栅格极化器31、半球透镜部32的半径为3个真空波长左右，本实施例中优选为25mm，在此参数下，介质透镜3尺寸和体积小，同时易于组装。介质透镜3的介电常数不小于2.3，本实施例中优选为2.9，介电损耗正切为0.01，若介电常数过小，无法同时实现良好的圆极化性能和高增益，而介电常数过大，则会导致介质内反射强、增益下降，在上述介电常数的数值下，既保证了圆极化性能又保证了高增益。
为将介质透镜3连接于馈电单元1，栅格极化器本体311的边缘还开设有第一连接通孔313，本实施例中优选地，第一连接通孔313为螺丝孔，介质透镜可3通过贯穿螺丝孔的螺丝固定连接于馈电单元1。同时为了进一步提高安装便捷度，如图3所示，栅格镂空部312栅格极化器本体311内侧边缘具有一距离d，该距离使贴片天线2与栅格极化器31之间存在一定的空气层，避免贴片天线2与栅格极化器31直接接触引起辐射性能的突变。
为了实现良好的圆极化辐射效果，贴片天线2的相位中心设置于介质透镜3的焦点位置处，同时，栅格极化器31中的栅格镂空部312的长度方向与贴片天线2的极化方向呈45°角，使贴片天线2发出的线极化波经过分解产生两路相位差为90°、幅度相等的正交分量，从而保证了线极化波转化为圆极化波的效果。贴片天线2可采用矩形、圆形或其它形状，本实施例中优选为矩形贴片天线，且进一步优选为长宽尺寸：2.97mm*2.97mm的方形贴片天线，贴片天线2的工作频率为24GHz。
如图5-6所示，本实施例中，馈电单元1具体包括一印制电路板101，印制电路板101为多层高频印制电路板，且如图所示，印制电路板101优选为圆形板，贴片天线2设置于印制电路板101的圆心位置，印制电路板101连接有第一馈电端102，第一馈电端102通过顺次连接的第一馈线103和第一谐振器104耦合连接于贴片天线2的一侧，印制电路板101还连接有第二馈电端105，第二馈电端105通过顺次连接的第二馈线106和第二谐振器107耦合连接于贴片天线2连接有第一谐振器104的相邻侧，从而使第一馈线103、第二馈线106垂直设置，形成正交的馈电结构。馈电单元1的馈电方式可以采用但不限于耦合馈电、同轴馈电。本实施例中，采用同轴馈电的方式，其中，第一馈电端102为第一同轴内芯，第二馈电端105为第二同轴内芯。
为了降低能量泄露、提高雷达天线的效率，第一馈电端101、第二馈电段105的外部还各设有第一短路单元108和第二短路单元109，其中，第一短路单元108、第二短路单元109分别由若干贯穿印制电路板101的短路销钉组成，短路销钉环绕第一馈电端101、第二馈电端105设置。
本实施例中，第一谐振器104、第二谐振器107均采用工字形谐振器，工字形谐振器可起到拓展贴片天线2带宽的作用。第一馈线103为第一微带馈线，第二馈线106为第二微带馈线，第一同轴内芯、第二同轴内芯分别经过第一微带馈线、第二微带馈线连接于第一谐振器104、第二谐振器107，通过耦合将能量馈给贴片天线2，形成了收发一体的双工天线馈源，其相位中心重叠，保证了收发方向图的重叠。
印制电路板101还开设有用于固定馈电接头的馈电连接孔110，馈电连接孔110分别设置于第一短路单元108、第二短路单元109的两侧。为将雷达天线连接于其它外部结构，印制电路板101还开设有第二连接通孔111，第二连接通孔111也采用螺丝孔，从而雷达天线可便捷地通过贯穿第二连接通孔111的连接螺丝连接于其它外部结构，以应用于不同的应用场景。
本实施例提供的圆极化透镜雷达天线用于检测液位时的工作原理如图7所示：位于天线底部的馈源(馈电单元1和贴片天线2)发射右旋圆极化波，右旋圆极化波到达液面处时，反射为左旋圆极化波，与传统的线极化波天线相比，无极化损失，同时馈源由于是收、发一体的，相位中心重叠，保证了收发方向图的重叠，还解决了远距离雷达探测中存在的技术问题。
实验例
1、仿真实施例提供的圆极化透镜雷达天线的反射系数随频率变化的曲线，仿真结果如图8所示。
2、仿真实施例提供的圆极化透镜雷达天线的一端口在phi＝0°，theta＝0°时轴比随频率变化曲线，仿真结果如图9所示。
3、仿真实施例提供的圆极化透镜雷达天线的两个端口在24GHz时的方向图，仿真结果如图10所示，图中可以看出，两端口的方向图在主波束部分重合的很好，且收发波束完全不偏转。
4、仿真实施例提供的圆极化透镜雷达天线中一端口在24GHz时的左旋和右旋方向图，仿真结果如图11所示，图中可见该雷达天线具有良好的交叉极化比。
由上述仿真结果中可以看出，本实施例提供的圆极化透镜雷达天线在23.52～24.85GHz具有良好的阻抗匹配，隔离度在-26.75dB以下，带宽受限的原因是贴片天线馈源的带宽较窄，可以通过其他手段拓展带宽；该天线在22～26GHz轴比表现良好，在24GHz时交叉极化达到22.4dB；设置介质透镜前后，馈源增益从1.87dBic提升到19.06dBic，大大增加了测量距离，压窄了波束，3dB波宽为13°。
同时，本实施例提供的圆极化透镜雷达天线，通过在栅格极化器31设置贯穿的栅格镂空部312，减小了透镜的高度和重量，进而降低了天线的剖面和重量，还可以通过调整栅格镂空部312的宽度，调节栅格介质与空气介质的宽度比例，将贴片天线2的线极化波分解得到两个相位相差90°、幅度相等的正交分量，进而实现线极化波到圆极化波的转换，降低了圆极化馈电网络的设计难度，得到一种圆极化、高增益、收发方向图重合的雷达透镜天线装置。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种圆极化透镜雷达天线，其特征在于，包括：
馈电单元，所述馈电单元包括一组正交馈电结构；
贴片天线，设置于所述馈电单元顶部，所述贴片天线由所述正交馈电结构馈电、产生两正交线极化波；
介质透镜，设置于所述贴片天线顶部，所述介质透镜由沿远离所述贴片天线的方向顺次设置的栅格极化器和半球透镜部组成，所述栅格极化器中栅格的延伸方向与所述贴片天线的极化方向呈45°角。
2.根据权利要求1所述的圆极化透镜雷达天线，其特征在于，所述栅格极化器包括栅格极化器本体，所述栅格极化器本体开设有若干间隔设置的栅格镂空部，所述栅格镂空部贯穿所述栅格极化器本体设置。
3.根据权利要求2所述的圆极化透镜雷达天线，其特征在于，所述栅格镂空部为开设于所述栅格格栅本体的镂空槽，所述镂空槽的宽度为W1，镂空槽侧壁的宽度为W2，所述镂空槽侧壁的宽度W2与镂空槽的宽度W1之间满足：W1/(W1+W2)＝0.3～0.5。
4.根据权利要求3所述的圆极化透镜雷达天线，其特征在于，所述栅格极化器本体呈圆柱形，所述圆柱形栅格极化器本体的直径与所述半球形透镜部的直径相同。
5.根据权利要求1-4任一项所述的圆极化透镜雷达天线，其特征在于，所述贴片天线相位中心设置于所述介质透镜的中央焦点位置。
6.根据权利要求5所述的圆极化透镜雷达天线，其特征在于，所述馈电单元包括印制电路板，所述印制电路板连接有第一馈电端，所述第一馈电端通过顺次连接的第一馈线、第一谐振器耦合于所述贴片天线，所述印制电路板还连接有第二馈电端，所述第二馈电端通过顺次连接的第二馈线、第二谐振器耦合于所述贴片天线，所述第一馈线垂直于所述第二馈线以形成正交馈电结构。
7.根据权利要求6所述的圆极化透镜雷达天线，其特征在于，所述第一馈电端外部设置有第一短路单元，所述第二馈电端外部设置有第二短路单元。
8.根据权利要求7所述的圆极化透镜雷达天线，其特征在于，所述介质透镜的材质为光敏树脂，所述栅格极化器的参数满足如下公式：
其中，为相位差，h为栅格极化器高度，λ0为天线的真空波长，εy为介质的介电常数，εx为空气的介电常数。
9.根据权利要求8所述的圆极化透镜雷达天线，其特征在于，所述贴片天线为矩形微带贴片天线；所述谐振器为工字形谐振器。
10.根据权利要求9所述的圆极化透镜雷达天线，其特征在于，所述栅格极化器本体边缘开设有第一连接通孔，所述介质透镜通过所述第一连接通孔连接于所述馈电单元；所述馈电单元开设有用于固定馈电接头的馈电连接孔，还开设有用于连接外部结构的第二连接通孔。
CN202311632292.6A 2023-11-30 2023-11-30 一种圆极化透镜雷达天线 Pending CN117477223A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311632292.6A CN117477223A (zh) 2023-11-30 2023-11-30 一种圆极化透镜雷达天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311632292.6A CN117477223A (zh) 2023-11-30 2023-11-30 一种圆极化透镜雷达天线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117477223A true CN117477223A (zh) 2024-01-30

Family

ID=89627586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311632292.6A Pending CN117477223A (zh) 2023-11-30 2023-11-30 一种圆极化透镜雷达天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117477223A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117895988A (zh) * 2024-03-15 2024-04-16 长光卫星技术股份有限公司 基于最小二乘法的阵列天线多波束赋形方法、设备及介质

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117895988A (zh) * 2024-03-15 2024-04-16 长光卫星技术股份有限公司 基于最小二乘法的阵列天线多波束赋形方法、设备及介质
CN117895988B (zh) * 2024-03-15 2024-05-31 长光卫星技术股份有限公司 基于最小二乘法的阵列天线多波束赋形方法、设备及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110323575B (zh) 电磁超材料加载的双极化强耦合超宽带相控阵天线
CN111370860B (zh) 基于交指形阻性表面加载的强耦合超宽带相控阵天线
CN110190408B (zh) 一种圆极化电磁偶极子阵列天线
CN110289483B (zh) 双频双圆极化导航测控天线馈源
CN110970732B (zh) 一种18-40GHz低副瓣双极化喇叭天线
CN201503918U (zh) 一种恒定波束的喇叭天线
JPH04230106A (ja) 半球状ビームの双円錐アンテナ
CN113506987B (zh) 宽带高增益圆极化滤波天线及无线通信设备
CN117477223A (zh) 一种圆极化透镜雷达天线
CN113922075A (zh) 一种基于高阶模的慢波基片集成波导双工天线
CN112086755A (zh) 双圆极化、宽波束、高极化纯度介质的喇叭天线阵元
CN114006172B (zh) 一种基于基片集成波导和带状线馈电的双极化单脉冲天线
CN113178687B (zh) 一种圆极化波导缝隙天线
CN214227145U (zh) 一种宽带双圆极化u缝贴片天线
CN111725619B (zh) 一种电扫天线
CN217848312U (zh) 一种毫米波超宽带天线
CN114614249B (zh) 一种宽带圆极化磁电偶极子透射阵天线
CN110635230A (zh) 基于sicl谐振腔圆环缝隙和印刷振子的非对称双极化天线装置
CN113690635A (zh) 一种双极化单脉冲波导缝隙天线阵
Warmowska et al. High-gain circularly polarized corporate-feed terahertz antenna array
He et al. Design of a low sidelobe monopulse array antenna with hybrid feeding structure
Sun et al. 1X4 microstrip antenna Array based on SICL transmission line technology
CN110994186A (zh) 一种可调节背腔直径的超宽带四脊喇叭天线
CN117913531B (zh) 一种Ku和Ka频段同极化共口径一维扫描相控阵天线
CN217134665U (zh) 实现圆极化波的天线装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination