【CN109994813A】圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910267033.5

(22)申请日 2019.04.03

(71)申请人 浙江大学

地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘

路866号

(72)发明人 吴锡东　蒋倩　戴少鹏　周金芳　

(74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公

司 33200

代理人 刘静　邱启旺

(51)Int.Cl.

H01Q 1/12(2006.01)

H01Q 1/52(2006.01)

H01Q 13/02(2006.01)

H01Q 15/00(2006.01)

H01Q 15/24(2006.01)

H01Q 19/06(2006.01)

(54)发明名称圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线(57)摘要本发明公开了一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，包括聚焦透镜、圆极化阵列、垫片、支撑柱、喇叭天线和底座；圆极化阵列为超表面；聚焦透镜为带孔介质透镜；圆极化阵列、聚焦透镜、支撑柱均通过垫片依次连接，喇叭天线固定在底座上；圆极化阵列为多层变容管有源超表面，层间通过垫片分隔；单层变容管超表面由周期排列的金属图案组成，金属图案为外矩形环嵌套内矩形贴片，外环与内贴片之间通过变容二极管相连；通过改变变容管电容大小调整透射波极化方式。可以在小型化的同时实现高增

益。权利要求书1页 说明书4页 附图6页CN 109994813 A 2019.07.09

C N 109994813

A

权　利　要　求　书1/1页CN 109994813 A

1.一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，其特征在于，包括聚焦透镜、圆极化阵列、垫片、支撑柱、喇叭天线和底座；所述聚焦透镜为带孔介质透镜；所述圆极化阵列、聚焦透镜、支撑柱均通过垫片依次连接，所述支撑柱固定在底座上，所述喇叭天线固定在底座上，所述喇叭天线的喇叭口朝向聚焦透镜；所述圆极化阵列为多层变容管有源超表面，层间通过垫片分隔；单层超表面由周期排列的金属图案组成，金属图案为外矩形环嵌套内矩形贴片，外矩形环与内矩形贴片之间通过变容管相连；通过改变变容管电容大小调整透射波极化方式。

2.如权利要求1所述的一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，其特征在于，该天线为全封闭结构。

3.如权利要求1所述的一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，其特征在于，所述支撑柱为圆筒状，所述垫片为圆环状，所述支撑柱与垫片的材料均为ABS塑料，所述支撑柱内壁贴有吸波材料。

4.如权利要求1所述的一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，其特征在于，所述聚焦透镜为等厚度的均匀介质，介质内分布直径不一的z方向通孔，将介质视为行距和列距相等的xy平面网格结构，任意通孔的对称轴位于网格结构的交点处。

5.如权利要求4所述的一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，其特征在于，调整聚焦透镜通孔的孔径，通孔周围透射波的相移随之改变，使得每个通孔能够补偿该位置的待补偿相移。

6.如权利要求1所述的一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，其特征在于，所述圆极化阵列采用多层变容管有源超表面，每层包含介质基板，介质基板的下表面刻蚀周期性排布的金属图案单元，每个金属图案单元为外正方形环嵌套内矩形贴片，外正方形环与内矩形贴片之间通过两个方向相反的变容二极管相连，或通过四个变容二极管相连。

7.如权利要求1所述的一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，其特征在于，所述圆极化阵列采用多层变容管有源超表面，每层包含介质基板，介质基板的下表面刻蚀周期性排布的金属图案单元，每个金属图案单元为外圆形环嵌套内圆形贴片，外圆形环与内圆形贴片之间通过两个方向相反的变容二极管相连。

8.如权利要求6或7所述的一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，其特征在于，所述圆极化阵列相邻的两层间为分隔层，填充空气、泡沫或介质基板。

9.如权利要求6或7所述的一种圆极化变容管有源超表面带孔介质透镜天线，其特征在于，所述有源超表面相邻单元间通过电阻相连；偏置线加载在其中一个单元之上；通过改变偏置电压改变透射波极化方式，包括左手圆极化、右手圆极化、以及线极化。

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