一种平面双反射阵列天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种平面双反射阵列天线。
【背景技术】
[0002]机场跑道外来物碎片又称为机场跑道F0D(英文:Foreign Object Debris)，是民航飞机在起飞阶段和降落阶段面临的最大风险因素之一。其造成的危害包括飞机发动机损坏、轮胎爆裂、飞机机体损伤等。
[0003]为了避免机场跑道外来物碎片所造成的危害，需要在机场跑道附近设置机场跑道外来物碎片检测系统。目前，在实际应用中机场跑道外来物碎片检测系统由雷达检测系统组成。雷达检测系统的工作原理是:雷达设备发射特定频率的电磁波，通过对电磁波的回波信号进行检测分析，确定外来物碎片的空间位置信息。
[0004]目前用于机场跑道外来物碎片检测的雷达系统一般采用毫米波，毫米波为波长介于1?10毫米的电磁波。毫米波天线是毫米波雷达的重要组成部分之一。但是，目前用于机场跑道外来物碎片检测的毫米波天线包括反射面天线和平面反射阵列天线等。其中，反射面天线由馈源和特定形状的金属反射面构成，存在的缺陷是:馈源与反射面之间的距离较大，造成天线剖面较高的问题;平面反射阵列天线利用不同尺寸、形状的微带贴片单元产生不同的反射补偿相位，用以补偿馈源到反射单元的路径差异，在阵列前方形成具有特定指向的波束，存在的缺陷是:采用一次反射工作机制，造成天线剖面较高的问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本申请实施例提供了一种平面双反射阵列天线，用以解决现有技术中雷达天线阵列存在的天线剖面较高的问题。
[0006]—种平面双反射阵列天线，所述平面双反射阵列天线包括极化选择层、主反射面、位于所述主反射面上的微带贴片单元和与所述主反射面位于同侧的馈源，其中:
[0007]所述极化选择层，用于将所述馈源发射的电磁波信号反射至所述主反射面；
[0008]所述微带贴片单元，用于对到达所述主反射面的电磁波信号进行相位补偿，并改变所述电磁波信号的极化方向，使所述电磁波信号透射所述极化选择层以形成指向设定方向的合成波束。
[0009]本发明有益效果如下:
[0010]本发明实施例提供了一种平面双反射阵列天线，所述平面双反射阵列天线包括极化选择层、主反射面、位于所述主反射面上的微带贴片单元和与所述主反射面位于同侧的馈源，所述极化选择层，用于将所述馈源发射的电磁波信号反射至所述主反射面;所述微带贴片单元，用于对到达所述主反射面的电磁波信号进行相位补偿，并改变所述电磁波信号的极化方向，使所述电磁波信号透射所述极化选择层以形成指向设定方向的合成波束。这样，平面双反射阵列天线将传统反射阵列天线截面轮廓高度减半，有效地避免天线剖面较高的问题，同时平面双反射阵列天线中的微带贴片单元实现对电磁波信号极化方向的调整，有效地提高了平面双反射阵列天线的性能。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为现有技术中平面反射阵列天线的结构示意图；
[0013]图2为本发明实施例提供的一种平面双反射阵列天线的结构示意图；
[0014]图3为本发明实施例中所记载的极化选择层的结构示意图；
[0015]图4为极化选择层的传输示意图；
[0016]图5为微带贴片单元在主反射面上的位置示意图；
[0017]图6为微带贴片单元的结构示意图；
[0018]图7(a)为8种微带贴片单元实现45度步进相位补偿所得平面双反射天线在中心工作频率下的E面方向图；
[0019]图7(b)为8种微带贴片单元实现45度步进相位补偿所得平面双反射天线在中心工作频率下的Η面方向图。
【具体实施方式】
[0020]为了实现本发明的目的，本发明实施例提供了一种平面双反射阵列天线，所述平面双反射阵列天线包括极化选择层、主反射面、位于所述主反射面上的微带贴片单元和与所述主反射面位于同侧的馈源，所述极化选择层，用于将所述馈源发射的电磁波信号反射至所述主反射面;所述微带贴片单元，用于对到达所述主反射面的电磁波信号进行相位补偿，并改变所述电磁波信号的极化方向，使所述电磁波信号透射所述极化选择层以形成指向设定方向的合成波束。这样，平面双反射阵列天线将传统反射阵列天线截面轮廓高度减半，有效地避免天线剖面较高的问题，同时平面双反射阵列天线中的微带贴片单元实现对电磁波信号极化方向的调整，有效地提高了平面双反射阵列天线的性能。
[0021]下面结合说明书附图对本发明各个实施例作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]图1为现有技术中平面反射阵列天线的结构示意图。从图1中可以看出，传统的平面反射阵列天线包含馈源101、主反射面102和位于主反射面102上的微带贴片单元103。
[0023]具体地，馈源101与主反射面102之间的距离为焦距f。馈源101中产生的电磁波信号在主反射面102中产生反射，其中，主反射面102上的微带贴片单元103根据其在主反射面102中的位置不同，对接收到的电磁波信号产生不同的相位延迟，并使其形成指向设定方向的合成波束。
[0024]这里需要说明的是，主反射面102中所包含的微带贴片单元不止一个，可以根据需要设置多个，至于设置的数量这里不做具体限定。
[0025]针对图1中所示的平面反射阵列天线，由于馈源101与主反射面102之间的距离为焦距f，导致天线剖面较高，为此，本发明实施例提出了一种平面双反射阵列天线，如图2所示，为本发明实施例提供的一种平面双反射阵列天线的结构示意图。
[0026]所述平面双反射阵列天线包括极化选择层201、主反射面202、位于所述主反射面202上的微带贴片单元203和与所述主反射面202位于同侧的馈源204，其中:
[0027]所述极化选择层201，用于将所述馈源发射的电磁波信号反射至所述主反射面；
[0028]所述微带贴片单元203，用于对到达所述主反射面的电磁波信号进行相位补偿，并改变所述电磁波信号的极化方向，使所述电磁波信号透射所述极化选择层以形成指向设定方向的合成波束。
[0029]具体地，由于本发明实施例提供的平面双反射阵列天线的馈源与主反射面位于同侦那么馈源发射的电磁波信号需要通过极化选择层将电磁波信号反射至主反射面，再由主反射面中的微带贴片单元到达所述主反射面的电磁波信号进行相位补偿，并改变所述电磁波信号的极化方向，这里的改变所述电磁波信号的极化方向可以理解为将电磁波信号的极化方向进行扭转，例如:到达所述主反射面的电磁波信号的极化方向为水平方向，那么微带贴片单元改变所述电磁波信号的极化方向可以理解为将电磁波信号的极化方向由水平方向调整为垂直方向；到达所述主反射面的电磁波信号的极化方向为垂直方向，那么微带贴片单元改变所述电磁波信号的极化方向可以理解为将电磁波信号的极化方向由垂直方向调整为水平方向，并使所述电磁波信号透射所述极化选择层以形成指向设定方向的合成波束，以便于发射该合成波束。
[0030]下面具体说明本发明实施例中所记载的极化选择层和微带贴片单元的具体内容。
[0031]具体地，所述极化选择层201由印刷在低介电常数微波基材上的平行金属条带栅301构成，如图3所示，为本发明实施例中所记载的极化选择层的结构示意图。
[0032]从图3中可以看出，极化选择层中平行金属带栅宽度为d，相邻两条金属带栅之间的间距为s。
[0033]具体地，所述极化选择层201，具体用于反射极化方向与所述金属条带栅平行的电磁波信号，并透射极化方向与所述金属条带栅垂直的电磁波信号。
[0034]这里仍以图3中所示的为例，所述金属条带栅平行方向可以是指图3中所示的X轴方向，所述金属条带栅垂直方向可以是指图3中所示的y轴方向。
[0035]在本发明的另一实施例中，所述极化选择层的厚度根据平面双反射阵列天线的工作频率对应的波长和所述低介电常数微波基材的相对介电常数确定。
[0036]具体地，假设平面双反射阵列天线的口径为160mm，焦径为f/D = 0.5m，则对应的f=80mm，f/2 = 40mm。