一种基于主动频率选择表面的全向电控扫描天线

摘要

一种基于主动频率选择表面的全向电控扫描天线，涉及一种电控扫描天线。它是为了解决现有的电控扫描天线的电控扫描范围窄的问题。它包括全向天线和N个相同的主动频率选择表面，所述N个主动频率选择表面水平环绕全向天线，并且所述N个主动频率选择表面以所述全向天线为中心均匀分布；N为大于或等于3正整数。本发明适用于军用及民用等多个领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电控扫描天线。

背景技术

电控扫描天线可以控制天线方向图的最大波束方向，以及实现多波束等目的。在通信， 雷达，电子对抗等领域有着广泛的应用。如智能天线，相控阵天线等都可以实现类似功能。 通过电控扫描可以实现高增益大范围信号发射与接收，减少发射功率，扩大信号覆盖面积 等优点。传统的电控扫描天线往往是通过移相器实现的波阵面合成，从而实现了扫描，成 本高，重量大，算法复杂，并且扫描范围较窄，不能实现全向电控扫描。

发明内容

本发明是为了解决现有的电控扫描天线的电控扫描范围窄的问题，从而提供一种基于 主动频率选择表面的全向电控扫描天线。

一种基于主动频率选择表面的全向电控扫描天线，它包括全向天线和N个相同的主 动频率选择表面，所述N个主动频率选择表面水平环绕全向天线，并且所述N个主动频 率选择表面以所述全向天线为中心均匀分布；N个主动频率选择表面之间的间隔小于其中 一个主动频率选择表面的宽度；N为大于或等于3正整数。

全向天线为轴向水平全向天线。

主动频率选择表面是带阻式主动频率选择表面。

主动频率选择表面的可调范围覆盖全向天线的工作频率。

有益效果：本发明的电控扫描角度范围较宽，相对于现有的电控扫描天线，本发明还 可以选择多种工作模式，具有更好的灵活性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是本发明的频率选择表面的 结构示意图；图4是本发明的电控扫描原理示意图；图5是本发明的电控多波束原理示意 图；图6是本发明的电控比例波束原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，一种基于主动频率选择表面的全 向电控扫描天线，它包括全向天线1和N个相同的主动频率选择表面2，所述N个主动 频率选择表面2水平环绕全向天线1，并且所述N个主动频率选择表面2以所述全向天线 1为中心均匀分布；N个主动频率选择表面2之间的间隔小于其中一个主动频率选择表面 2的宽度；N为大于或等于3正整数。

工作原理：图3是本发明的一个频率选择表面的结构示意图，所述每个频率选择表面 包括多个频率选择单元，所述多个频率选择单元沿箭头所示方向排列，图中以四个单元为 例顺序排列，实际中单元数量可以增减，并且其列数可以不止一列。本发明通过分别调整 全向天线1周围的主动频率选择表面2上的偏置电压，从而控制微波信号通过频率选择表 面2的方式，已达到控制方向图的目的。基于该原理，这种天线有多种工作方式。如图4 所示(图中a以为反射面，b为透射面，轮廓箭头为波束方向)，将相邻的部分频率选择 表面的反射频率调整到天线工作频率；同时将另外的频率选择表面的调整到该频率下透射 的工作状态，从而使天线的方向图调整为指向透射方向，实现定向天线的功能。依次转换 反射面与透射面的次序从而实现电控扫描。如图5所示(图中a为反射面，b为透射面， 轮廓箭头为波束方向)，将某些方向的频率选择表面调整为透射模式，其余调整为反射模 式，则可以实现多波束模式。与前一种模式类似，该模式也可以进行扫描。如图6所示(图 中a为反射面，b为透射面，c为半透射面，粗轮廓箭头为主波束方向，细箭头为第二波 束方向)，在上一种模式的基础上将频率选择表面调整为部分投射模式则可以控制多波束 之间的功率比例。

具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种基于主动频率选择表 面的全向电控扫描天线的区别在于，全向天线1为轴向水平全向天线，可以为：单极子天 线、偶极子天线、双锥天线或串馈天线中的一种。

具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种基于主动频率选择表 面的全向电控扫描天线的区别在于，主动频率选择表面2是带阻式主动频率选择表面。

具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式一、二或三所述的一种基于主动频 率选择表面的全向电控扫描天线的区别在于，主动频率选择表面2的可调范围覆盖全向天 线1的工作频率。

本实施方式中的电控扫描天线，采用六片主动频率选择表面2环绕全向天线1。相对 于以往的电控扫描天线，成本低、重量轻、算法简单。