一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器

本发明涉及宽带多极化转换器的，特别涉及一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器。

背景技术：

1、极化是电磁波的重要特性，电磁波的极化类型已经成为行业的研究热点，对电磁波极化状态的操控需要极化转换器来实现。极化转换器在卫星通信、波束控制，遥感遥测等方面有着重要用途。在多用户多功能应用领域，要求系统具备多极化工作、多极化切换的能力，而极化转换器就是实现极化间的相互转换与切换。一个线极化可以分解为两个振幅相等、旋向相反的圆极化波，所以不同取向的线极化波都可以由圆极化天线收到，因此，在雷达、导航制导、通信和电子对抗中广泛采用圆极化波。现有的极化转换器损耗大，结构复杂且成本高，只能实现单一的极化转换方式，不能适应各种天线系统。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器，插入损耗小、结构简单和成本低，可实现多种极化转换方式，适用于各种天线系统。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器，包括：

2、介质板结构及设置于介质板结构上的金属贴片结构；

3、该介质板结构包括第一介质板及与第一介质板间隔设置的第二介质板；

4、金属贴片结构包括两个第一金属贴片及第二金属贴片；

5、一个第一金属贴片设置于第一介质板的上表面，另一个第一金属贴片设置于第二介质板下表面，第二金属贴片位于第一介质板与第二介质板之间。

6、第一金属贴片与第二金属贴片可以法向为轴在平面内分别进行旋转，第一金属贴片与第二金属贴片的旋转角度各自独立可调控，且分别调整旋转角度可实现右旋圆极化-左旋圆极化、左旋圆极化-右旋圆极化和线极化-圆极化的转换。

7、优选的，第一金属贴片的一相对边角为切角，且第一金属贴片的中间部位开设有u型槽。

8、优选的，第二金属贴片的中间开设有缝隙，且第二金属贴片用于两个第一金属贴片之间的电磁耦合件。

9、优选的，两个第一金属贴片及第二金属贴片均可在幅度和相位上进行分别独立控制，使得控制电磁波的透射，满足线极化-圆极化、右旋圆极化-左旋圆极化和左旋极化-右旋极化转换的幅度和相位的条件。

10、优选的，通过调控第一介质板与第二介质板的厚度和两个第一金属贴片及第二金属贴片的结构参数，使得该极化转换器可工作在微波、毫米波以及太赫兹频段。

11、本发明与现有技术相比，其有益效果是：

12、1)上、下两层第一金属贴片由加载u型槽的对切角矩形金属贴片构成，中间第二金属贴片作为上、下第一金属贴片的电磁耦合结构，通过缝隙物理结构实现。

13、2)在极化转换器结构不变的情况下，上、下加载u型槽的对切角矩形第一金属贴片以及第二金属贴片的中间缝隙以法向为轴在平面内分别旋转一定角度，两者的旋转角度各自独立可调控，通过分别调整旋转角度可实现右旋圆极化-左旋圆极化、左旋圆极化-右旋圆极化和线极化-圆极化的转换。

14、3)介质基板均采用低介电常数和低插损的材料，该极化转换器的插入损耗低。

15、4)单层介质基板厚度不到1/15波长，具有低剖面特点。

16、5)可通过调节金属贴片的结构参数使极化转化器工作在微波、毫米波和太赫兹频段。

17、6)本发明结构简单、成本低，易于加工制造。

技术特征：

1.一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器，其特征在于，第一金属贴片(120)的一相对边角为切角，且第一金属贴片(120)的中间部位开设有u型槽(130)。

3.如权利要求2所述的一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器，其特征在于，第二金属贴片(140)的中间开设有缝隙(141)，且第二金属贴片(140)用于两个第一金属贴片(120)之间的电磁耦合件。

4.如权利要求3所述的一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器，其特征在于，两个第一金属贴片(120)及第二金属贴片(140)均可在幅度和相位上进行分别独立控制，使得控制电磁波的透射，满足线极化-圆极化、右旋圆极化-左旋圆极化和左旋极化-右旋极化转换的幅度和相位的条件。

5.如权利要求4所述的一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器，其特征在于，通过调控第一介质板(111)与第二介质板(112)的厚度和两个第一金属贴片(120)及第二金属贴片(140)的结构参数，使得该极化转换器可工作在微波、毫米波以及太赫兹频段。

技术总结
本发明公开了一种具备多极化转换功能的宽带极化转换器，包括：介质板结构及设置于介质板结构上的金属贴片结构；该介质板结构包括第一介质板及与第一介质板间隔设置的第二介质板；金属贴片结构包括两个第一金属贴片及第二金属贴片，第二金属贴片用于隔开第一介质板与第二介质板；第一金属贴片与第二金属贴片可以法向为轴在平面内分别进行旋转，第一金属贴片与第二金属贴片的旋转角度各自独立可调控，且分别调整旋转角度可实现右旋圆极化‑左旋圆极化、左旋圆极化‑右旋圆极化和线极化‑圆极化的转换。根据本发明，插入损耗小、结构简单和成本低，可实现多种极化转换方式，适用于各种天线系统。

技术研发人员：李邦玉,何国强
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15