專利名稱：反射陣面及反射陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種反射陣面及反射陣列天線。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的反射陣列天線現(xiàn)有技術(shù)中最常見的反射聚焦天線為拋物面天線，置于拋物面焦點(diǎn)上的饋源所輻射的球面波，經(jīng)拋物面反射后變成與天線軸線平行的平面波，使天線平面口徑上的場分布為同相位場。拋物面天線具有結(jié)構(gòu)簡單、增益高、方向性強(qiáng)、工作頻帶寬點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)，但是彎曲的拋物反射面不僅使天線體積龐大而笨重，限制了在空間有限的場合的應(yīng)用，如航天器天線。此外，拋物面天線依靠機(jī)械旋轉(zhuǎn)的波束掃描方式，難以滿足波束指向機(jī)動靈活的要求。
為了突破傳統(tǒng)的反射天線的這些缺陷，國外學(xué)者提出了一種新型的反射陣列天線，其采用具有移相特性的偶極子或微帶貼片等移相單元組成反射陣列，并利用移相單元的移相特性構(gòu)造一個等效的拋物面。
2010年由李華博士在電子科技大學(xué)發(fā)表的名稱為《微帶反射陣列天線的研究》的博士論文對微帶反射陣列天線的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)有著詳細(xì)的描述。但是文中的反射陣列天線都對應(yīng)于特定工作頻段設(shè)計(jì)的，饋源位置相對于反射陣面是固定的，因此，設(shè)計(jì)好的同一個反射陣面只能工作在一特定角度入射的電磁波，例如應(yīng)用到衛(wèi)星電視天線，其只能在某個地區(qū)接收衛(wèi)星電視信號，無法滿足同一款衛(wèi)星電視天線覆蓋多個地區(qū)的要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有的反射陣面只能工作于特定入射角度的電磁的缺陷，提供一種能夠接收預(yù)定角度范圍入射的電磁波的反射陣面。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決一種反射陣面，所述反射陣面包括用于對入射電磁波進(jìn)行波束調(diào)制的功能板以及設(shè)置在功能板一側(cè)的用于反射電磁波的反射層，所述功能板包括兩個或兩個以上的功能板單元，所述反射層包括與功能板單元對應(yīng)數(shù)量的反射單元，所述功能板單元與其對應(yīng)的反射單元構(gòu)成一個用于移相的移相單元； 所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈預(yù)定角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈0-70度角的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈10-60度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈20-50度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈30-40度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈0-20度角度范圍的入射電磁6波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈10-30度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈20-40度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈30-50度角的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈35-55度角的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈50-70度角的入射電磁波具有聚焦能力。
進(jìn)一步地，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值小于360度。
進(jìn)一步地，所述功能板為一層結(jié)構(gòu)或由多個片層所構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地，所述功能板單元包括基板單元以及設(shè)置在所述基板單元一側(cè)的用于對入射電磁波產(chǎn)生電磁響應(yīng)的人造結(jié)構(gòu)單元。
進(jìn)一步地,所述基板單元由陶瓷材料、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料制成。
進(jìn)一步地,所述高分子材料為聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚乙烯、聚醚醚酮、聚四氟乙烯或環(huán)氧樹脂。
進(jìn)一步地，所述人造結(jié)構(gòu)單元為導(dǎo)電材料構(gòu)成的具有幾何圖案的結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電材料為金屬或非金屬導(dǎo)電材料。
進(jìn)一步地，所述金屬為金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金、鋅合金或鋁合金。
進(jìn)一步地，所述非金屬導(dǎo)電材料為導(dǎo)電石墨、銦錫氧化物或摻鋁氧化鋅。
進(jìn)一步地，所述反射陣面還包括用于覆蓋所述人造結(jié)構(gòu)單元的保護(hù)層。
進(jìn)一步地，所述保護(hù)層為聚苯乙烯塑料薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇脂塑料薄膜或耐沖性聚苯乙烯塑料薄膜。
進(jìn)一步地,所述功能板單元由基板單元及其上開設(shè)的單元孔構(gòu)成。
進(jìn)一步地，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值的范圍為O 300度。
進(jìn)一步地，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值的范圍為O 280度。
進(jìn)一步地，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值的范圍為O 250度。
進(jìn)一步地，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值的范圍為O 180度。
進(jìn)一步地，所述反射層貼附于所述功能板一側(cè)表面。
進(jìn)一步地，所述反射層與所述功能板相互間隔設(shè)置。
進(jìn)一步地，所述反射層為金屬涂層或者金屬薄膜。
進(jìn)一步地，所述反射層為金屬網(wǎng)格反射層。
進(jìn)一步地，所述金屬網(wǎng)格反射層由多片相互間隔的金屬片構(gòu)成，單個金屬片的形狀為三角形或者多邊形。
進(jìn)一步地，所述單個金屬片的形狀為正方形。
進(jìn)一步地，所述多片金屬片相互之間的間隔小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的二十分之一。
進(jìn)一步地，所述金屬網(wǎng)格反射層為由多條金屬線縱橫交錯構(gòu)成的具有多網(wǎng)孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，單個網(wǎng)孔的形狀為三角形或者多邊形。
進(jìn)一步地，所述單個網(wǎng)孔的形狀為正方形。
進(jìn)一步地，所述單個網(wǎng)孔的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的二分之一，所述多條金屬線的線寬大于或等于O. 01mm。
進(jìn)一步地，所述基板單元的橫截面圖形為三角形或多邊形。
進(jìn)一步地，所述基板單元的橫截面圖形為等邊三角形、正方形、菱形、正五邊形、正六邊形或者正八邊形。
進(jìn)一步地，所述基板單元的橫截面圖形的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的二分之一。
進(jìn)一步地，所述基板單元的橫截面圖形的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的四分之一。
進(jìn)一步地，所述基板單元的橫截面圖形的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的八分之一。
進(jìn)一步地，所述基板單元的橫截面圖形的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的十分之一。
根據(jù)本發(fā)明的反射陣面，設(shè)計(jì)所述反射陣面上每一移相單元的移相量以實(shí)現(xiàn)反射陣面對預(yù)定角度范圍內(nèi)的入射電磁波具有聚焦能力，從而可以使得該反射陣面能夠具有多個焦點(diǎn)，即滿足在不同的緯度都能實(shí)現(xiàn)對接收到的電磁波聚焦，從而使得該反射陣面可以用于一定緯度范圍內(nèi)的不同地區(qū)。
另外本發(fā)明還提供了一種反射陣列天線。該反射陣列天線包括上述的反射陣面。
進(jìn)一步地，所述反射陣列天線還包括饋源，所述饋源能夠相對所述反射陣面運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
進(jìn)一步地，所述反射陣列天線還包括饋源，所述反射陣面的對稱軸與饋源的中心軸同在第一平面內(nèi)，所述反射陣面可相對天線安裝面轉(zhuǎn)動，所述饋源能夠在所述第一平面內(nèi)進(jìn)行波束掃描以接收聚焦的電磁波。
進(jìn)一步地，所述反射陣列天線還包括伺服系統(tǒng)，所述伺服系統(tǒng)用于控制饋源相對所述反射陣面運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
進(jìn)一步地，所述反射陣列天線還包括伺服系統(tǒng)，所述伺服系統(tǒng)用于控制反射陣面相對天線安裝面轉(zhuǎn)動及用于控制饋源在所述第一平面內(nèi)運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
進(jìn)一步地，所述反射陣列天線還包括饋源以及用于支撐饋源和反射陣面的安裝架，所述安裝架包括用于使得反射陣面可相對天線安裝面轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及用于使得饋源能夠在所述第一平面內(nèi)進(jìn)行波束掃描的波束掃描機(jī)構(gòu)。
進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在天線陣面中心處的通孔及設(shè)置在通孔中的旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸一端插入天線安裝面。
進(jìn)一步地，所述波束掃描機(jī)構(gòu)包括一端與反射陣面背面固定連接的支桿、與饋源連接并活動連接在支桿另一端上的饋源卡件及可將支桿固定到天線安裝面上的緊固件，支桿的與饋源卡件相連的一端沿軸向開設(shè)有至少一個滑移槽，饋源卡件上開設(shè)有與滑移槽相交的調(diào)節(jié)槽，至少一個調(diào)節(jié)螺栓依次穿過調(diào)節(jié)槽和滑移槽從而將饋源卡件和支桿的相對位置鎖緊定位。
進(jìn)一步地，所述饋源卡件為U形彈簧片，所述饋源插入所述U形彈簧片的弧形區(qū)域，一緊定螺釘穿過所述U形彈簧片的兩個延伸臂并擠壓二者將所述饋源壓緊定位。
進(jìn)一步地，所述緊固件包括設(shè)置在所述支桿外表面上的壓片和分別從所述壓片兩端穿過以進(jìn)入天線安裝面的螺釘。
進(jìn)一步地，所述反射陣面平行于天線安裝面，所述天線安裝面為豎直表面、水平表面或斜表面。
進(jìn)一步地，所述豎直表面為豎直墻壁。
進(jìn)一步地，所述水平表面為水平地面或水平屋頂。
進(jìn)一步地,所述斜表面為傾斜地面、傾斜屋頂或傾斜墻壁。
進(jìn)一步地，所述反射陣列天線為發(fā)射天線、接收天線或收發(fā)兩用天線。
進(jìn)一步地，所述反射陣列天線為衛(wèi)星電視接收天線、衛(wèi)星通信天線、微波天線或雷達(dá)天線。
根據(jù)本發(fā)明的反射陣列天線，通過反射陣面的轉(zhuǎn)動以及饋源在第一平面內(nèi)進(jìn)行波束掃描實(shí)現(xiàn)同一個反射陣列天線能夠接收預(yù)定角度范圍入射的電磁波，從而可以使得反射陣列天線可以應(yīng)用于多種場合，例如，應(yīng)用到衛(wèi)星電視天線，同一款衛(wèi)星電視天線能夠覆蓋一個緯度范圍，從而使得該天線可以在該緯度范圍內(nèi)都能正常工作。通過有限的幾款衛(wèi)星電視天線就能夠覆蓋較廣闊的緯度地區(qū)，通用性強(qiáng)。另外，饋源在所述第一平面內(nèi)進(jìn)行波束掃描還可以通過伺服系統(tǒng)來控制，易于實(shí)現(xiàn)天線對星的自動化。
另外，本發(fā)明還提供了一種動中通天線，所述動中通天線包括伺服系統(tǒng)及上述的反射陣列天線。
進(jìn)一步地，所述伺服系統(tǒng)用于控制饋源相對所述反射陣面運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
進(jìn)一步地，所述伺服系統(tǒng)用于控制反射陣面相對天線安裝面轉(zhuǎn)動及用于控制饋源在所述第一平面內(nèi)運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
進(jìn)一步地，所述動中通天線的移動載體為汽車、船舶、飛機(jī)或火車。
進(jìn)一步地，所述天線安裝面為汽車的車頂面或汽車的前艙蓋頂面。
進(jìn)一步地，所述天線安裝面為船舶的控制艙頂面或船舶的船體側(cè)面。
進(jìn)一步地，所述天線安裝面為飛機(jī)的機(jī)體頂面、飛機(jī)的機(jī)體側(cè)面或飛機(jī)的機(jī)翼頂面。
進(jìn)一步地，所述天線安裝面為火車的頂面或火車的側(cè)面。
根據(jù)本發(fā)明的動中通天線，通過反射陣面的轉(zhuǎn)動以及饋源在第一平面內(nèi)運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描實(shí)現(xiàn)同一個反射陣列天線能夠接收預(yù)定角度范圍入射的電磁波，同一款天線能夠覆蓋一個緯度范圍，從而使得該動中通天線可以在該緯度范圍內(nèi)都能正常工作。并且需要的伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制較為簡單，易于成本的控制。同時，由于反射陣面是貼附在天線安裝面上的，因此，相對于傳統(tǒng)的動中通天線，整個動中通天線的體積與重量可以降低，可以廣泛應(yīng)用在例如汽車、船舶、飛機(jī)、火車等移動載體上。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，附圖中
圖I是本發(fā)明的反射陣面一較佳實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖2是為由多個橫截面圖形為正六邊形的基板單元所構(gòu)成的功能板的正視示意圖3是本發(fā)明反射陣面另一較佳實(shí)施方式的側(cè)視示意圖4是反射層一較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖5是平面雪花狀的人造結(jié)構(gòu)單元所構(gòu)成的移相單元的示意圖6是圖5所示的人造結(jié)構(gòu)單元的一種衍生結(jié)構(gòu)；
圖7是圖5所示的人造結(jié)構(gòu)單元的一種變形結(jié)構(gòu)；
圖8是平面雪花狀的人造結(jié)構(gòu)單元幾何形狀生長的第一階段；
圖9是平面雪花狀的人造結(jié)構(gòu)單元幾何形狀生長的第二階段。
圖10是本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)的人造結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的移相單元的示意圖11是本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)的人造結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的移相單元的示意圖12是圖5所示的人造結(jié)構(gòu)單元所構(gòu)成的移相單元的移相量隨結(jié)構(gòu)生長參數(shù)S 的變化曲線圖13是圖10所示的人造結(jié)構(gòu)單元的生長方式示意圖14是圖10所示的人造結(jié)構(gòu)單元所構(gòu)成的移相單元的移相量隨結(jié)構(gòu)生長參數(shù)S 的變化曲線圖15是圖11所示的人造結(jié)構(gòu)單元的生長方式示意圖16是圖11所示的人造結(jié)構(gòu)單元所構(gòu)成的移相單元的移相量隨結(jié)構(gòu)生長參數(shù)S 的變化曲線圖17a為三角形金屬片狀的人造結(jié)構(gòu)單元的示意圖17b為正方形金屬片狀的人造結(jié)構(gòu)單元的示意圖17c為圓形金屬片狀的人造結(jié)構(gòu)單元的示意圖17d為圓形金屬環(huán)狀的人造結(jié)構(gòu)單元的示意圖17e為方形金屬環(huán)狀的人造結(jié)構(gòu)單元的示意圖18為偏焦角為45度的反射陣列天線其作為發(fā)射天線的遠(yuǎn)場圖
圖19為偏焦角為50度的反射陣列天線其作為發(fā)射天線的遠(yuǎn)場圖
圖20為偏焦角為65度的反射陣列天線其作為發(fā)射天線的遠(yuǎn)場圖
圖21為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的金屬網(wǎng)格反射層的結(jié)構(gòu)示意圖22是本發(fā)明具有多層功能板反射陣列天線的結(jié)構(gòu)示意圖23為一種形式的移相單元的結(jié)構(gòu)示意圖24為另一種形式的移相單元的結(jié)構(gòu)示意圖25為具有一種形式的安裝架的反射陣列天線結(jié)構(gòu)示意圖26為圖25另一視角圖27為具有另一種形式的安裝架的反射陣列天線結(jié)構(gòu)示意圖28為圖27另一視角圖29是圖5所示的人造結(jié)構(gòu)單元所構(gòu)成的另一種結(jié)構(gòu)的移相單元的移相量隨結(jié)構(gòu)生長參數(shù)S的變化曲線圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明的所述反射陣面RS包括用于對入射電磁波進(jìn)行波束調(diào)制的功能板I以及設(shè)置在功能板I 一側(cè)的用于反射電磁波的反射層2，所述功能板I包括兩個或兩個以上的功能板單元10,所述反射層2包括與功能板單元10對應(yīng)數(shù)量的反射單元20, 所述功能板單元10與其對應(yīng)的反射單元20構(gòu)成一個用于移相的移相單元100 ;設(shè)計(jì)所述反射陣面RS上每一移相單元100的移相量以實(shí)現(xiàn)反射陣面RS對與反射陣面法線方向呈預(yù)定角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
以下將結(jié)合本發(fā)明的反射陣列天線來說明該反射陣面，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的反射陣面應(yīng)用范圍不限于反射陣列天線，還可以是其它需要用到多焦點(diǎn)反射聚焦的場合。
如圖25及圖26所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種反射陣列天線，包括饋源KY 及反射陣面RS，所述饋源KY能夠相對所述反射陣面RS運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述反射陣面RS固定不動，饋源KY能夠相對所述反射陣面RS三維運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述反射陣面RS的對稱軸與饋源的中心軸同在第一平面內(nèi)，所述反射陣面RS可相對天線安裝面轉(zhuǎn)動，所述反射陣面RS對預(yù)定角度范圍內(nèi)的入射電磁波具有聚焦能力，所述饋源KY能夠在所述第一平面內(nèi)進(jìn)行波束掃描以接收聚焦的電磁波。本發(fā)明中，饋源例如可以是波紋喇叭。反射陣面RS的對稱軸，是指反射陣面RS 的移相分布對稱軸，即位于對稱軸兩側(cè)的反射陣面的兩個部分的移相量分布相同。上述的預(yù)定角度范圍例如，可以是0-70度，即所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈0-70度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力；也可以是10-60度，即所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈10-60度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力；也可以是20-50度，即所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈20-50度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力；也可以是30-40 度，即所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈30-40度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
請參照圖1，圖I為本發(fā)明反射陣面一較佳實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖I中， 該反射陣面包括用于對入射電磁波進(jìn)行波束調(diào)制的功能板I以及設(shè)置在功能板I一側(cè)的用于反射電磁波的反射層2。
本實(shí)施例中，所述功能板I包括兩個或兩個以上的功能板單元10，所述反射層2包括與功能板單元10對應(yīng)數(shù)量的反射單元20,所述功能板單元10與其對應(yīng)的反射單元20構(gòu)成一個用于移相的移相單元100?？梢岳斫獾氖牵瓷潢嚸嬲w可由多個獨(dú)立的移相單元 100拼接而成，也可由一整塊功能板I與一整塊反射層2構(gòu)成。
入射到移相單元100的電磁波穿過所述功能板單元10后由所述反射單元20反射，經(jīng)反射的電磁波再次穿過所述功能板單元10后出射，出射時的相位與入射時的相位的差值的絕對值為移相量。本實(shí)施例中，反射陣面的所有移相單元的移相量以反射陣面的對稱軸呈軸對稱分布形式。
功能板單元10的數(shù)量根據(jù)需要設(shè)定，可以是兩個或兩個以上。例如可以是并排的 2個，2X2的陣列，IOX 10的陣列，100X 100的陣列，1000X 1000的陣列，10000X 10000的陣列等等。
本發(fā)明中，優(yōu)選地，反射陣面中的所有移相單元100的最大移相量與最小移相量的差值小于360度，設(shè)計(jì)反射陣面上每一移相單元100的移相量以實(shí)現(xiàn)反射陣面對預(yù)定角度范圍內(nèi)的入射電磁波具有聚焦能力。
當(dāng)然，反射陣面所有移相單元100的最大移相量與最小移相量的差值也可以大于 360度，利用現(xiàn)有文獻(xiàn)中所記載的方法，也可以得到反射陣面RS的移相量分布，以實(shí)現(xiàn)反射陣面對預(yù)定角度范圍內(nèi)的入射電磁波具有聚焦能力。
本發(fā)明的反射陣面，其功能板可以為圖I所示的一層結(jié)構(gòu)也可以是由多個片層所構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，多個片層之間可采用膠水粘接，或者采用機(jī)械方式連接，如螺栓連接或者卡扣連接。如圖22所示，為一種形式的多層結(jié)構(gòu)的功能板1，該功能板I包括三個片層11。 當(dāng)然圖22只是示意性地，本發(fā)明的功能板I還可是由兩個片層構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)或者是由四個以上的片層構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。
單個移相單元的移相量，可以通過下述方法測量獲得
將所要測試的移相單元，在空間中進(jìn)行周期排列形成足夠大的組合，足夠大是指形成的周期組合的尺寸(長度和寬度)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所要測試的移相單元的尺寸，例如形成的周期組合包括至少100個所要測試的移相單元。
用平面波垂直角度入射該周期組合，用近場掃描設(shè)備掃描近場電場相位分布，根據(jù)出射相位，代入陣列理論公式
權(quán)利要求
1.一種反射陣面，其特征在于，所述反射陣面包括用于對入射電磁波進(jìn)行波束調(diào)制的功能板以及設(shè)置在功能板一側(cè)的用于反射電磁波的反射層，所述功能板包括兩個或兩個以上的功能板單元，所述反射層包括與功能板單元對應(yīng)數(shù)量的反射單元，所述功能板單元與其對應(yīng)的反射單元構(gòu)成一個用于移相的移相單元；所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈預(yù)定角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈0-70度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈10-60度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈20-50度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈30-40度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈0-20度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈10-30度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈20-40度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈30-50度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈35-55度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈50-70度角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值小于360度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述功能板為一層結(jié)構(gòu)或由多個片層所構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述功能板單元包括基板單元以及設(shè)置在所述基板單元一側(cè)的用于對入射電磁波產(chǎn)生電磁響應(yīng)的人造結(jié)構(gòu)單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射陣面，其特征在于，所述基板單元由陶瓷材料、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射陣面，其特征在于，所述高分子材料為聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚乙烯、聚醚醚酮、聚四氟乙烯或環(huán)氧樹脂。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反射陣面，其特征在于，所述人造結(jié)構(gòu)單元為導(dǎo)電材料構(gòu)成的具有幾何圖案的結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反射陣面，其特征在于，所述導(dǎo)電材料為金屬或非金屬導(dǎo)電材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的反射陣面，其特征在于，所述金屬為金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金、鋅合金或招合金。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的反射陣面，其特征在于，所述非金屬導(dǎo)電材料為導(dǎo)電石墨、銦錫氧化物或摻鋁氧化鋅。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面還包括用于覆蓋所述人造結(jié)構(gòu)單元的保護(hù)層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的反射陣面，其特征在于，所述保護(hù)層為聚苯乙烯塑料薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇脂塑料薄膜或耐沖性聚苯乙烯塑料薄膜。
23.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射陣面，其特征在于，所述功能板單元由基板單元及其上開設(shè)的單元孔構(gòu)成。
24.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值的范圍為0 300度。
25.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值的范圍為0 280度。
26.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值的范圍為0 250度。
27.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射陣面，其特征在于，所述反射陣面中的所有移相單元的最大移相量與最小移相量的差值的范圍為0 180度。
28.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射陣面，其特征在于，所述反射層貼附于所述功能板一側(cè)表面。
29.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射陣面，其特征在于，所述反射層與所述功能板相互間隔設(shè)置。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的反射陣面，其特征在于，所述反射層為金屬涂層或者金屬薄膜。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的反射陣面，其特征在于，所述反射層為金屬網(wǎng)格反射層。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的反射陣面，其特征在于，所述金屬網(wǎng)格反射層由多片相互間隔的金屬片構(gòu)成，單個金屬片的形狀為三角形或者多邊形。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的反射陣面，其特征在于，所述單個金屬片的形狀為正方形。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的反射陣面，其特征在于，所述多片金屬片相互之間的間隔小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的二十分之一。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的反射陣面，其特征在于，所述金屬網(wǎng)格反射層為由多條金屬線縱橫交錯構(gòu)成的具有多網(wǎng)孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，單個網(wǎng)孔的形狀為三角形或者多邊形。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的反射陣面，其特征在于，所述單個網(wǎng)孔的形狀為正方形。
37.根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的反射陣面，其特征在于，所述單個網(wǎng)孔的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的二分之一，所述多條金屬線的線寬大于或等于 0. Olmnin
38.根據(jù)權(quán)利要求14所述的反射陣面，其特征在于，所述基板單元的橫截面圖形為三角形或多邊形。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的反射陣面，其特征在于，所述基板單元的橫截面圖形為等邊三角形、正方形、菱形、正五邊形、正六邊形或者正八邊形。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的反射陣面，其特征在于，所述基板單元的橫截面圖形的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的二分之一。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的反射陣面，其特征在于，所述基板單元的橫截面圖形的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的四分之一。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的反射陣面，其特征在于，所述基板單元的橫截面圖形的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的八分之一。
43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的反射陣面，其特征在于，所述基板單元的橫截面圖形的邊長小于天線工作頻段的中心頻率所對應(yīng)的電磁波波長的十分之一。
44.一種反射陣列天線，其特征在于，所述反射陣列天線包括權(quán)利要求1-43任意一項(xiàng)所述的反射陣面。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的反射陣列天線，其特征在于，所述反射陣列天線還包括饋源，所述饋源能夠相對所述反射陣面運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的反射陣列天線，其特征在于，所述反射陣列天線還包括饋源，所述反射陣面的對稱軸與饋源的中心軸同在第一平面內(nèi)，所述反射陣面可相對天線安裝面轉(zhuǎn)動，所述饋源能夠在所述第一平面內(nèi)進(jìn)行波束掃描以接收聚焦的電磁波。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的反射陣列天線，其特征在于，所述反射陣列天線還包括伺服系統(tǒng)，所述伺服系統(tǒng)用于控制饋源相對所述反射陣面運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的反射陣列天線，其特征在于，所述反射陣列天線還包括伺服系統(tǒng)，所述伺服系統(tǒng)用于控制反射陣面相對天線安裝面轉(zhuǎn)動及用于控制饋源在所述第一平面內(nèi)運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的反射陣列天線，其特征在于，所述反射陣列天線還包括用于支撐饋源和反射陣面的安裝架，所述安裝架包括用于使得反射陣面可相對天線安裝面轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及用于使得饋源能夠在所述第一平面內(nèi)進(jìn)行波束掃描的波束掃描機(jī)構(gòu)。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的反射陣列天線，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在天線陣面中心處的通孔及設(shè)置在通孔中的旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸一端插入天線安裝面。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的反射陣列天線，其特征在于，所述波束掃描機(jī)構(gòu)包括一端與反射陣面背面固定連接的支桿、與饋源連接并活動連接在支桿另一端上的饋源卡件及可將支桿固定到天線安裝面上的緊固件，支桿的與饋源卡件相連的一端沿軸向開設(shè)有至少一個滑移槽，饋源卡件上開設(shè)有與滑移槽相交的調(diào)節(jié)槽，至少一個調(diào)節(jié)螺栓依次穿過調(diào)節(jié)槽和滑移槽從而將饋源卡件和支桿的相對位置鎖緊定位。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的反射陣列天線，其特征在于，所述饋源卡件為U形彈簧片，所述饋源插入所述U形彈簧片的弧形區(qū)域，一緊定螺釘穿過所述U形彈簧片的兩個延伸臂并擠壓二者將所述饋源壓緊定位。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的反射陣列天線，其特征在于，所述緊固件包括設(shè)置在所述支桿外表面上的壓片和分別從所述壓片兩端穿過以進(jìn)入天線安裝面的螺釘。
54.根據(jù)權(quán)利要求46所述的反射陣列天線，其特征在于，所述反射陣面平行于天線安裝面，所述天線安裝面為豎直表面、水平表面或斜表面。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的反射陣列天線，其特征在于，所述豎直表面為豎直墻壁。
56.根據(jù)權(quán)利要求54所述的反射陣列天線，其特征在于，所述水平表面為水平地面或水平屋頂。
57.根據(jù)權(quán)利要求54所述的反射陣列天線，其特征在于，所述斜表面為傾斜地面、傾斜屋頂或傾斜墻壁。
58.根據(jù)權(quán)利要求44所述的反射陣列天線，其特征在于，所述反射陣列天線為發(fā)射天線、接收天線或收發(fā)兩用天線。
59.根據(jù)權(quán)利要求44所述的反射陣列天線，其特征在于，所述反射陣列天線為衛(wèi)星電視接收天線、衛(wèi)星通信天線、微波天線或雷達(dá)天線。
60.一種動中通天線，其特征在于，所述動中通天線包括伺服系統(tǒng)及權(quán)利要求44所述的反射陣列天線。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的動中通天線，其特征在于，所述伺服系統(tǒng)用于控制饋源相對所述反射陣面運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
62.根據(jù)權(quán)利要求60所述的動中通天線，其特征在于，所述反射陣面的對稱軸與饋源的中心軸同在第一平面內(nèi)，所述伺服系統(tǒng)用于控制反射陣面相對天線安裝面轉(zhuǎn)動及用于控制饋源在所述第一平面內(nèi)運(yùn)動以進(jìn)行波束掃描。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的動中通天線，其特征在于，所述動中通天線的移動載體為汽車、船舶、飛機(jī)或火車。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的動中通天線，其特征在于，所述天線安裝面為汽車的車頂面或汽車的前艙蓋頂面。
65.根據(jù)權(quán)利要求63所述的動中通天線，其特征在于，所述天線安裝面為船舶的控制艙頂面或船舶的船體側(cè)面。
66.根據(jù)權(quán)利要求63所述的動中通天線，其特征在于，所述天線安裝面為飛機(jī)的機(jī)體頂面、飛機(jī)的機(jī)體側(cè)面或飛機(jī)的機(jī)翼頂面。
67.根據(jù)權(quán)利要求63所述的動中通天線，其特征在于，所述天線安裝面為火車的頂面或火車的側(cè)面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種反射陣面，所述反射陣面包括用于對入射電磁波進(jìn)行波束調(diào)制的功能板以及設(shè)置在功能板一側(cè)的用于反射電磁波的反射層，所述功能板包括兩個或兩個以上的功能板單元，所述反射層包括與功能板單元對應(yīng)數(shù)量的反射單元，所述功能板單元與其對應(yīng)的反射單元構(gòu)成一個用于移相的移相單元；所述反射陣面對與反射陣面法線方向呈預(yù)定角度范圍的入射電磁波具有聚焦能力。根據(jù)本發(fā)明的反射陣面，能夠?qū)︻A(yù)定角度范圍內(nèi)入射電磁波具有聚焦能力，從而可以使得該反射陣面能夠具有多個焦點(diǎn)，以用于不同的環(huán)境或地區(qū)。另外，本發(fā)明還提供了一種反射陣列天線。
文檔編號H01Q15/14GK102983410SQ201210447599
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 李星昆, 殷俊 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司