一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线

本发明涉及折叠反射阵天线领域，尤其是涉及一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线。

背景技术：

1、毫米波频段具有更宽的频谱带宽以及更窄的波束，在军事雷达，遥感探测以及卫星通讯等领域展现出了巨大的应用潜力，传统的反射阵天线虽然增益较高，但是具有馈源遮挡、占空间较大、加工不易等问题。对此，一些现有技术对折叠反射阵列天线进行了改进，具有高增益特点的同时，通过引入主反射面和极化栅阵列进行波束汇聚以及极化转换，折叠反射阵列天线能够有效的降低天线的整体剖面的同时消除馈源遮挡。

2、此外，随着电子信息技术的飞速发展，各类电子信息设备在军事和民事方面得到了大量的应用，但是也大大增加了被强电磁脉冲干扰的可能性。因此对天线进行强电磁脉冲防护设计十分必要。

3、然而，虽然现有技术中，一些改进的折叠反射阵列天线可以有效的降低天线的整体剖面的同时消除馈源遮挡，但是仍然不具有强电磁防护功能

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，通过设置能量选择表面，并且在选择模块顶层单元设置四个二极管，可以使得天线在受高功率微波照射时，能采取自适应防护措施，避免了天线与内部电子设备的损坏，在低功率电磁波入射时，能正常工作，天线性能并不受影响，并且隔离大功率信号以避免天线及其内部设备损坏。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，包括金属馈源、主反射面、副反射面和能量选择表面，所述主反射面和副反射面相对设置，所述金属馈源位于主反射面一侧，且所述能量选择表面位于副反射面背向主反射面一侧；

4、所述能量选择表面包括多个呈周期性阵列排布的选择模块，所述选择模块包括顶层单元和底层单元，所述顶层单元为方环缝隙，所述底层单元为十字型贴片，所述顶层单元和底层单元共同刻蚀在同一块介质基板上，并通过开设于所述介质基板中心处的金属过孔实现电连接。

5、所述选择模块的顶层单元还包括四个二极管，四个二极管分别位于方环缝隙的四个方向上，且二极管的阳极与方环缝隙的外圈连通，阴极与方环缝隙的内圈连通。

6、所述二极管位于所述方环缝隙的对称轴上。

7、所述二极管为pin二极管。

8、所述金属馈源呈圆锥喇叭天线状。

9、所述能量选择表面堆叠于副反射面上，或所述能量选择表面与副反射面集成于一块基板上。

10、所述副反射面为极化栅，所述极化栅上设有多个平行设置的金属带。

11、所述副反射面将金属馈源发射的与金属条带平行的线极化波进行全反射，以及将由主反射面上扭转极化和相位补偿反射过来的与极化栅金属条带垂直的电磁波进行全透射。

12、所述主反射面包括通过半固化片连接的第一基板和第二基板，所述第一基板设于第二基板的上方，所述第一基板的上表面中心位置设有第一矩形金属贴片，所述第二基板的上表面设有第二矩形金属贴片，下表面接金属地，所述第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片的长宽比一致，其中，所述上方为靠近副反射面的一侧。

13、所述第一基板和第二基板为tly-5高频介质基板。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、1、通过设置能量选择表面，并且在选择模块顶层单元设置四个二极管，可以使得天线在受高功率微波照射时，能采取自适应防护措施，避免了天线与内部电子设备的损坏，在低功率电磁波入射时，能正常工作，天线性能并不受影响，并且隔离大功率信号以避免天线及其内部设备损坏。

16、2、提出堆叠式和复形式天线两种方案，堆叠式复合天线具有可拆卸性，复形式复合天线结构更简单。并对堆叠式复合天线进行了加工测试，使得该设计更有说服力。过往的折叠反射阵天线的研究多是单一设计，缺少与防护对象的结合。因此本发明针对折叠反射阵天线进行强电磁防护设计，并为类似结构的天线电磁脉冲防护提供一定的借鉴意义。

17、3、具有高增益、高效率、低剖面、低成本以及进行自主电磁脉冲防护的特点，广泛适用于能够应用在雷达，信息对抗，以及卫星通信等领域中。

技术特征：

1.一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，包括金属馈源、主反射面、副反射面和能量选择表面，所述主反射面和副反射面相对设置，所述金属馈源位于主反射面一侧，且所述能量选择表面位于副反射面背向主反射面一侧；

2.根据权利要求1所述的一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，所述选择模块的顶层单元还包括四个二极管，四个二极管分别位于方环缝隙的四个方向上，且二极管的阳极与方环缝隙的外圈连通，阴极与方环缝隙的内圈连通。

3.根据权利要求2所述的一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，所述二极管位于所述方环缝隙的对称轴上。

4.根据权利要求2所述的一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，所述二极管为pin二极管。

5.根据权利要求1所述的一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，所述金属馈源呈圆锥喇叭天线状。

6.根据权利要求1所述的一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，所述能量选择表面堆叠于副反射面上，或所述能量选择表面与副反射面集成于一块基板上。

7.根据权利要求1所述的一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，所述副反射面为极化栅，所述极化栅上设有多个平行设置的金属带。

8.根据权利要求7所述的一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，所述副反射面将金属馈源发射的与金属条带平行的线极化波进行全反射，以及将由主反射面上扭转极化和相位补偿反射过来的与极化栅金属条带垂直的电磁波进行全透射。

9.根据权利要求1所述的一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，所述主反射面包括通过半固化片连接的第一基板和第二基板，所述第一基板设于第二基板的上方，所述第一基板的上表面中心位置设有第一矩形金属贴片，所述第二基板的上表面设有第二矩形金属贴片，下表面接金属地，所述第一矩形金属贴片和第二矩形金属贴片的长宽比一致，其中，所述上方为靠近副反射面的一侧。

10.根据权利要求1所述的一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，其特征在于，所述第一基板和第二基板为tly-5高频介质基板。

技术总结
本发明涉及一种具备强电磁防护功能的线极化折叠反射阵天线，包括金属馈源、主反射面、副反射面和能量选择表面，主反射面和副反射面相对设置，金属馈源位于主反射面一侧，且能量选择表面位于副反射面背向主反射面一侧；能量选择表面包括多个呈周期性阵列排布的选择模块，选择模块包括顶层单元和底层单元，顶层单元为方环缝隙，底层单元为十字型贴片，顶层单元和底层单元共同刻蚀在同一块介质基板上，并通过开设于介质基板中心处的金属过孔实现电连接。与现有技术相比，本发明具有在低功率电磁波入射时能正常工作，并且隔离大功率信号以避免天线及其内部设备损坏等优点。

技术研发人员：任近静,汤仕平,刘旭,夏荣康,周忠元
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17