基于有源超表面的低剖面双波束偏转天线

秦红梅; 盛丽丽; 罗玉梅; 曹卫平

doi:10.16725/j.1673-808X.2023138

桂林电子科技大学学报 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (04) : 372 -379. DOI: 10.16725/j.1673-808X.2023138

基于有源超表面的低剖面双波束偏转天线

秦红梅, 盛丽丽, 罗玉梅, 曹卫平

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摘要

针对传统的波束控制天线剖面高、成本高以及馈电网络复杂的问题，提出了一种基于有源超表面的低剖面双波束偏转天线设计方案。天线由“E”型双波束馈源天线和“7×6”透射型超表面组成。基于电流反转机制，在每个超表面单元上集成2个PIN二极管，实现了1-bit相位分辨率。结合相位补偿定理与远场辐射公式，对超表面单元进行组阵编码，以实现波束调控的性能。该天线的剖面仅为0.162λ₀，明显低于其他波束偏转天线。通过设计超表面的偏置网络，实现了天线的双波束偏转。为了验证该方案，对天线进行加工测试。实测结果表明，在工作频率5.47 GHz处，双波束的主辐射方向可分别从（?，Φ）=（30°，45°）、（-30°，-41°）偏转到（?，Φ）=（30°，-45°）、（-30°，41°），增益高于8.9 dBi，实测结果与仿真结果具有较好的一致性。所提出的波束控制天线架构为实现低剖面、可调控的多波束天线提供了一种候选方案。