一種用于寬帶平面螺旋天線的人工磁導(dǎo)體反射腔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，特別涉及一種用于寬帶平面螺旋天線的人工磁導(dǎo)體反射腔。
【背景技術(shù)】
[0002]反射腔是平面螺旋天線重要組成部分，人工磁導(dǎo)體作為反射腔具有低剖面特性。人工磁導(dǎo)體目前研宄較為廣泛，在天線設(shè)計(jì)中也得到運(yùn)用。1999年學(xué)者D.Sievenpiper提出了高阻抗表面的電磁帶隙微帶結(jié)構(gòu)，對(duì)垂直入射的平面波有同相位反射特性，學(xué)術(shù)界將其稱為人工磁導(dǎo)體(AMC)。AMC應(yīng)用研宄主要集中在天線應(yīng)用上，其他微波部件則有少量研宄例如濾波器，TEM模波導(dǎo)。學(xué)者F.Yang與Y.Rahmat-Samii較多的研宄了 AMC結(jié)構(gòu)應(yīng)用與微帶天線已實(shí)現(xiàn)低剖面特性；美國(guó)Etenna公司將AMC結(jié)構(gòu)擁有多項(xiàng)專利，例如在GPS天線中利用AMC結(jié)構(gòu)代替扼流圈，抑制表面波，減小邊緣輻射；通過(guò)在AMC結(jié)構(gòu)表面上方設(shè)計(jì)兩個(gè)垂直單極子天線，實(shí)現(xiàn)高度僅為五十分之一的低剖面極化分集天線；通過(guò)在AMC結(jié)構(gòu)中引入變?nèi)荻O管增加帶寬，稱為可重構(gòu)AMC結(jié)構(gòu)，用于寬帶天線等等。
[0003]一般用良導(dǎo)體作為寬帶螺旋天線的反射腔，這種腔體的高度為四分之一波長(zhǎng)(中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng))，難以實(shí)現(xiàn)低剖面，而人工磁導(dǎo)體(AMC)具有零相移反射特性，利用這一特性制作反射腔，可以使反射腔體緊貼天線，大大降低天線剖面；同時(shí)平面螺旋天線一般應(yīng)用帶寬較寬(例如8GHz-40GHz)，就要求反射腔體具有較寬的工作帶寬，但是普通結(jié)構(gòu)的人工磁導(dǎo)體寬度較窄，因此給應(yīng)用帶來(lái)較大困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提出一種用于寬帶平面螺旋天線的人工磁導(dǎo)體反射腔，通過(guò)改變AMC陣列單元的分布形式實(shí)現(xiàn)寬帶特性，滿足平面螺旋天線的要求。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種人工磁導(dǎo)體反射腔，包括:
[0007]人工磁導(dǎo)體陣列單元和介質(zhì)基板，人工磁導(dǎo)體陣列單元排列在介質(zhì)基板上；
[0008]所述人工磁導(dǎo)體陣列單元由微帶片和微帶片中心過(guò)孔組成，微帶片和中心過(guò)孔尺寸與螺旋天線的工作頻率的波長(zhǎng)以及工作帶寬關(guān)聯(lián)。
[0009]可選地，所述人工磁導(dǎo)體陣列單元的微帶片尺寸從內(nèi)到外隨螺旋天線的工作頻率的波長(zhǎng)做梯次變化。
[0010]可選地，所述人工磁導(dǎo)體陣列單元的微帶片以及過(guò)孔尺寸與螺旋天線的工作頻率的波長(zhǎng)成正比例關(guān)系。
[0011]可選地，所述人工磁導(dǎo)體陣列單元由多個(gè)小陣列組成，由內(nèi)到外，小陣列的微帶片尺寸依次變大，中心過(guò)孔尺寸同樣依次變大。
[0012]可選地，所述人工磁導(dǎo)體陣列單元由3個(gè)小陣列組成，由內(nèi)到外，第一陣列到第二陣列，再到第三陣列的微帶片尺寸依次變大，中心過(guò)孔尺寸同樣依次變大。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014](I)將人工磁導(dǎo)體反射腔用于寬帶螺旋天線反射板，可以降低天線剖面，提高增益；
[0015](2)人工磁導(dǎo)體陣列單元尺寸由內(nèi)至外隨頻率變化梯次變化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)人工磁導(dǎo)體的寬帶匹配。
【附圖說(shuō)明】
[0016]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明一種人工磁導(dǎo)體反射腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]常用良導(dǎo)體反射腔剖面較高，而人工磁導(dǎo)體反射腔可以大大降低天線剖面；一般平面螺旋天線應(yīng)用帶寬較寬，這就要求反射腔體有較寬帶寬，而普通結(jié)構(gòu)的人工磁導(dǎo)體工作寬度較窄，因此給應(yīng)用帶來(lái)較大困難，本發(fā)明通過(guò)改變AMC陣列單元的分布形式實(shí)現(xiàn)寬帶特性，滿足平面螺旋天線的要求。
[0020]圖1所示為本發(fā)明的人工磁導(dǎo)體反射腔結(jié)構(gòu)圖，圖1示出結(jié)構(gòu)為人工磁導(dǎo)體反射腔的正面，人工磁導(dǎo)體反射腔的反面接地。本發(fā)明的人工磁導(dǎo)體反射腔包括人工磁導(dǎo)體陣列單元100和介質(zhì)基板200，人工磁導(dǎo)體陣列單元排列在介質(zhì)基板上，人工磁導(dǎo)體陣列單元由微帶片10和微帶片中心過(guò)孔20組成，微帶片和中心過(guò)孔尺寸與螺旋天線的工作頻率的波長(zhǎng)以及工作帶寬關(guān)聯(lián)。本發(fā)明的人工磁導(dǎo)體陣列單元內(nèi)外微帶片尺寸并不相同，人工磁導(dǎo)體陣列單元由多個(gè)小陣列組成，由內(nèi)到外，小陣列的微帶片尺寸依次變大，中心過(guò)孔尺寸同樣依次變大，這是由寬帶螺旋天線輻射特性與人工磁導(dǎo)體的特性決定的，寬帶螺旋天線在螺旋線不同部位輻射不同頻率的信號(hào)，從內(nèi)到外頻率由高到低，波長(zhǎng)由小變大，同時(shí)人工磁導(dǎo)體陣列單元的微帶片以及中心過(guò)孔尺寸由螺旋天線的工作頻率的波長(zhǎng)決定，成正比例關(guān)系，因此，由內(nèi)到外，小陣列的微帶片尺寸依次變大，中心過(guò)孔尺寸同樣依次變大。
[0021]同時(shí)，為了解決普通結(jié)構(gòu)的人工磁導(dǎo)體工作帶寬較窄的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)改變陣列分布方式，微帶片尺寸從內(nèi)到外隨螺旋天線輻射頻率做梯次變化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)人工磁導(dǎo)體的寬帶匹配。
[0022]圖1中示例的人工磁導(dǎo)體陣列單元100由3個(gè)小陣列組成，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要調(diào)整小陣列組成數(shù)量。結(jié)合圖1中示例，陣列I到陣列2，再到陣列3的微帶片尺寸依次變大，過(guò)孔尺寸同樣依次變大。
[0023]螺旋天線和人工磁導(dǎo)體反射腔的組合結(jié)構(gòu)，寬帶螺旋天線受到源激勵(lì)將會(huì)向空間輻射，采用本發(fā)明的人工磁導(dǎo)體反射腔的螺旋天線，應(yīng)用帶寬為8GHz-40GHz，主瓣方向?yàn)樘炀€表面法向兩側(cè)。使用本發(fā)明的人工磁導(dǎo)體反射腔可以將背瓣信號(hào)零相移反射，因此既可以提高天線正向輻射增益，又可以降低天線剖面。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種人工磁導(dǎo)體反射腔，其特征在于，包括: 人工磁導(dǎo)體陣列單元和介質(zhì)基板，人工磁導(dǎo)體陣列單元排列在介質(zhì)基板上； 所述人工磁導(dǎo)體陣列單元由微帶片和微帶片中心過(guò)孔組成，微帶片和中心過(guò)孔尺寸與螺旋天線的工作頻率的波長(zhǎng)以及工作帶寬關(guān)聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的人工磁導(dǎo)體反射腔，其特征在于，所述人工磁導(dǎo)體陣列單元的微帶片尺寸從內(nèi)到外隨螺旋天線的工作頻率的波長(zhǎng)做梯次變化。
3.如權(quán)利要求2所述的人工磁導(dǎo)體反射腔，其特征在于，所述人工磁導(dǎo)體陣列單元的微帶片以及過(guò)孔尺寸與螺旋天線的工作頻率的波長(zhǎng)成正比例關(guān)系。
4.如權(quán)利要求3所述的人工磁導(dǎo)體反射腔，其特征在于，所述人工磁導(dǎo)體陣列單元由多個(gè)小陣列組成，由內(nèi)到外，小陣列的微帶片尺寸依次變大，中心過(guò)孔尺寸同樣依次變大。
5.如權(quán)利要求4所述的人工磁導(dǎo)體反射腔，其特征在于，所述人工磁導(dǎo)體陣列單元由3個(gè)小陣列組成，由內(nèi)到外，第一陣列到第二陣列，再到第三陣列的微帶片尺寸依次變大，中心過(guò)孔尺寸同樣依次變大。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種人工磁導(dǎo)體反射腔，包括：人工磁導(dǎo)體陣列單元和介質(zhì)基板，人工磁導(dǎo)體陣列單元排列在介質(zhì)基板上；所述人工磁導(dǎo)體陣列單元由微帶片和微帶片中心過(guò)孔組成，微帶片和中心過(guò)孔尺寸與螺旋天線的工作頻率的波長(zhǎng)以及工作帶寬關(guān)聯(lián)。將本發(fā)明的人工磁導(dǎo)體反射腔用于寬帶螺旋天線反射板，可以降低天線剖面，提高增益，而且，人工磁導(dǎo)體陣列單元尺寸由內(nèi)至外隨頻率變化梯次變化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)人工磁導(dǎo)體的寬帶匹配。
【IPC分類】H01Q19-10
【公開號(hào)】CN104836033
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510195727
【發(fā)明人】盛家坤, 文春華, 李小玲
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日