Ka波段圆极化折叠反射阵列天线设计与优化

基于1/2折叠反射超表面的原理,进一步研究了1/n的折叠反射超表面设计方法和性能优化步骤,目标是设计一种可以兼顾阵列效率和剖面高度的圆极化阵列。折叠阵列架构采用1层极化反射单元,1层圆极化透射层和圆极化馈源。研究了一种右旋圆极化超表面单元,仿真结果表明,在25~35 GHz,该单元具有良好的极化选择特性。设计了一种转极化反射单元,仿真结果显示在25~35 GHz,该单元具有良好的转极化特性。提出并研究了1/n的折叠超反射表面的相位计算方法,通过仿真对天线阵列性能进行优化。为了验证提出的方法,对一款剖面高度比阵列口径为0.287的31×31圆极化折叠阵列进行了仿真和测试,测试结果与仿真结果较为一致。测试结果表明,设计的圆极化折叠阵列具有36.1%的口径效率,3.6%的1 dB增益带宽,11.4%的3 dB增益带宽和16.6%的3 dB轴比带宽。提出的方法很好地平衡了天线效率与天线剖面,为高性能折叠阵列设计提供了一种新的研究思路。