一种多馈源共口径柱面共形波束切换天线及其设计方法

1.本技术涉及天线技术领域，特别是涉及一种多馈源共口径柱面共形波束切换天线及其设计方法。


背景技术：

2.随着当今时代信息和通信技术的发展，越来越多的飞行器平台需要小载荷多功能的天线，这类天线要能够满足一对多、多对一或者多对多的通信连接要求。因此需要飞行器平台上的共形一体化天线能够完成多波束的切换辐射。全息阻抗调制表面天线因为其低剖面、低成本、小体积和易馈电的优势而成为设计共形天线的首选。
3.现有技术中，对全息超表面天线的研究涉及平面结构与曲面共形结构，能分别实现平面共口径波束切换辐射或者共形情况下的单波束辐射。
4.例如，lv h h在其发表的论文“holographic design of beam-switchable leaky-wave antenna”(ieee antennas and wireless propagation letters,vol.18,no.12,pp.2736-2740,dec.2019)中公开了一种多馈源共口径全息超表面波束切换天线，在阵面上设置了四个馈源，将每一个馈源所产生的表面波和目标场干涉而成的表面阻抗信息在天线阵面上进行叠加，每次只接通一个馈源，可以实现四个波束的切换辐射。
5.又如，申请公布号为cn113991318a，名称为“一种基于全息张量阻抗表面的共形表面波天线及其设计方法”的中国专利，公开了一种基于全息张量阻抗表面的共形表面波天线及其设计方法，实现了柱面共形情况下的基于全息张量阻抗表面的表面波天线，能够通过一个馈源辐射单波束，且具有较高的的口径效率。
6.现有研究实现了特定场景中超表面天线的设计，但是，只针对于平面情况下的多馈源共口径波束切换辐射或者是柱面共形情况下的单波束辐射。由于各自的局限性，并不能解决在柱面共形情况下的多馈源共口径波束切换辐射的问题。


技术实现要素：

7.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种多馈源共口径柱面共形波束切换天线及其设计方法，能够实现柱面共形情况下的多馈源共口径波束切换辐射。
8.一种多馈源共口径柱面共形波束切换天线，包括：全息超表面以及馈电单极子；
9.所述全息超表面为曲面结构，且包括多个物理口径分区；所述物理口径分区的数量与目标波束的数量相同，以使每个物理口径分区向多个方向辐射波束；
10.所述馈电单极子的数量与所述物理口径分区的数量相同且一一对应，所述馈电单极子设在对应所述物理口径分区内。
11.在一个实施例中，所述物理口径分区的面积比等于目标波束的增益比。
12.在一个实施例中，所述物理口径分区包括：多个阵列分布的阻抗调制单元。
13.在一个实施例中，所述阻抗调制单元包括：辐射贴片、介质基板以及地板；
14.所述辐射贴片设在所述介质基板的正面，所述地板设在所述介质基板的背面，且
所述辐射贴片以及所述地板均与所述介质基板的中心设在同一竖直线上。
15.在一个实施例中，所述辐射贴片的尺寸根据所述物理口径分区的阻抗分布得到。
16.在一个实施例中，所述物理口径分区的阻抗分布根据基于全息原理的干涉图得到，基于全息原理的干涉图根据馈电单极子产生的柱形表面波与线极化目标波干涉而成；
[0017][0018][0019][0020]
式中，ψ
surf
为柱形表面波，x和y为平面下的阻抗调制单元坐标，r为平面下阻抗调制单元的位置矢径，j为虚数单位，k
t
为柱形表面波传播的波数，ψ
obj
为线极化目标波，θn为第n个物理口径分区中球坐标系下出射波束的俯仰角，φn为第n个物理口径分区中球坐标系下出射波束的方位角，k0为自由空间波数，ρ为天线的柱面共形载体曲率半径。
[0021]
在一个实施例中，所述物理口径分区的阻抗分布根据生成基于全息原理的干涉图的柱形表面波与线极化目标波经如下调制方式得到：
[0022][0023]
式中，z
′
为调制方式，x为所有阻抗调制单元的平均阻抗值，m为调制深度，re为取复数(ψ
obj
·
ψ
surf*
)的实部，ψ
surf*
为取表面波ψ
surf
的共轭。
[0024]
在一个实施例中，所有阻抗调制单元共用一个介质基板；
[0025]
所述馈电单极子与所述地板相连，并穿过所述介质基板后与所述辐射贴片间隔设置，所述馈电单极子与所述介质基板之间具有间隙。
[0026]
一种多馈源共口径柱面共形波束切换天线的设计方法，如所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线，包括：
[0027]
根据目标波束的预设生成要求，设计全息超表面的物理口径分区的数量；所述物理口径分区的数量与目标波束的数量相同，以使每个物理口径分区向多个方向辐射波束；
[0028]
根据目标波束之间的增益大小比例，确定所述物理口径分区的面积比例；
[0029]
所述馈电单极子的数量与所述物理口径分区的数量相同且一一对应，所述馈电单极子设在对应所述物理口径分区内。
[0030]
在一个实施例中，还包括：
[0031]
所述物理口径分区包括：多个阻抗调制单元；
[0032]
所述阻抗调制单元包括：介质基板、设在所述介质基板正面的辐射贴片以及设在所述介质基板背面的地板；
[0033]
根据所述目标波束的预设生成要求，设计基于全息原理的干涉图；
[0034]
根据生成基于全息原理的干涉图的柱形表面波和线极化目标波调制，获得物理口径分区的阻抗分布；
[0035]
根据物理口径分区的阻抗分布，确定阻抗调制单元的表面阻抗；
[0036]
根据阻抗调制单元的表面阻抗，设计辐射贴片的尺寸。
[0037]
上述多馈源共口径柱面共形波束切换天线及其设计方法，对多个物理口径分区进行单独的波束设计，使得每一个物理口径分区能向不同方向辐射波束，一次仅接通一个物理口径分区中的馈电单极子，可以在多个波束中实现波束辐射的切换。
附图说明
[0038]
图1为一个实施例中多馈源共口径柱面共形波束切换天线的结构示意图；
[0039]
图2为一个实施例中全息超表面的物理口径分区的结构示意图；
[0040]
图3为一个实施例中阻抗调制单元的结构示意图；
[0041]
图4为一个实施例中馈电单极子的分布示意图；
[0042]
图5为一个实施例中针对每个物理口径分区分别设计的示意图；
[0043]
图6为一个实施例中全息超表面的表面阻抗分布示意图；
[0044]
图7为一个实施例中阻抗调制单元的表面阻抗拟合曲线图；
[0045]
图8为一个实施例中只激励馈源1的结果示意图，其中，(a)为波束的三维方向图，(b)为波束的二维方向图；
[0046]
图9为一个实施例中只激励馈源2的结果示意图，其中，(a)为波束的三维方向图，(b)为波束的二维方向图；
[0047]
图10为一个实施例中只激励馈源3的结果示意图，其中，(a)为波束的三维方向图，(b)为波束的二维方向图；
[0048]
图11为一个实施例中只激励馈源4的结果示意图，其中，(a)为波束的三维方向图，(b)为波束的二维方向图；
[0049]
图12为一个实施例中只激励馈源5的结果示意图，其中，(a)为波束的三维方向图，(b)为波束的二维方向图；
[0050]
图13为一个实施例中多馈源共口径柱面共形波束切换天线的设计方法的流程示意图。
[0051]
附图标记：
[0052]
1全息超表面，11阻抗调制单元，111介质基板，112辐射贴片，113地板；2馈电单极子，21馈源1，22馈源2，23馈源3，24馈源4，25馈源5。
具体实施方式
[0053]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0054]
需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0055]
另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为
指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多组”的含义是至少两组，例如两组，三组等，除非另有明确具体的限定。
[0056]
在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0057]
另外，本技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0058]
本技术提供了一种多馈源共口径柱面共形波束切换天线，如图1所示，在一个实施例中，包括：全息超表面以及馈电单极子。
[0059]
全息超表面为曲面结构，且包括多个物理口径分区；物理口径分区的数量与目标波束的数量相同，以使每个物理口径分区向多个不同方向辐射波束，生成对应的多个目标波束；物理口径分区的面积比等于目标波束的增益比，增益比即增益大小比例，可以通过调整多个物理口径分区之间的面积比来调整目标波束之间的增益大小。
[0060]
物理口径分区包括：多个阵列分布的阻抗调制单元。
[0061]
阻抗调制单元包括：辐射贴片、介质基板以及地板；辐射贴片设在介质基板的正面，且辐射贴片与介质基板的中心设在同一竖直线上，也就是说，辐射贴片的中心位于介质基板的中心法线上；地板设在介质基板的背面，且地板与介质基板的中心设在同一竖直线上，也就是说，地板的中心位于介质基板的中心法线上；辐射贴片、介质基板以及地板的形状和尺寸完全相同。
[0062]
优选地，辐射贴片与介质基板均为正方形，且辐射贴片与介质基板的两条对角线均共线。
[0063]
辐射贴片的尺寸根据物理口径分区的阻抗分布得到，具体地，辐射贴片的尺寸根据阻抗调制单元的表面阻抗确定，阻抗调制单元的表面阻抗根据物理口径分区的阻抗分布确定。更具体地，辐射贴片的尺寸根据介质基板的边长以及辐射贴片边长与介质基板边长之差得到，辐射贴片边长与介质基板边长之差根据阻抗调制单元的表面阻抗确定，阻抗调制单元的表面阻抗根据物理口径分区的阻抗分布确定。
[0064]
物理口径分区的阻抗分布根据基于全息原理的干涉图得到，基于全息原理的干涉图根据馈电单极子产生的柱形表面波与线极化目标波干涉而成；
[0065][0066][0067][0068]
式中，ψ
surf
为柱形表面波，x和y为平面下的阻抗调制单元坐标，r为平面下阻抗调
制单元的位置矢径，j为虚数单位，k
t
为柱形表面波传播的波数，ψ
obj
为任意指向的线极化目标波，θn为第n个物理口径分区中球坐标系下出射波束的俯仰角，φn为第n个物理口径分区中球坐标系下出射波束的方位角，俯仰角和方位角构成目标波束的指向，k0为自由空间波数，ρ为天线的柱面共形载体曲率半径(即共形天线的圆柱形承载结构的半径)。
[0069]
物理口径分区的阻抗分布根据生成基于全息原理的干涉图的柱形表面波与线极化目标波经如下调制方式得到：
[0070][0071]
式中，z
′
为调制方式，x为所有阻抗调制单元的平均阻抗值，m为调制深度，re为取复数(ψ
obj
·
ψ
surf*
)的实部，ψ
surf*
为取表面波ψ
surf
的共轭。
[0072]
馈电单极子的数量与物理口径分区的数量相同且一一对应，馈电单极子设在对应物理口径分区内。所有阻抗调制单元共用一个介质基板；馈电单极子与地板相连，并穿过介质基板后与辐射贴片间隔设置，馈电单极子与介质基板之间具有间隙，也就是说，介质基板上设有直径大于馈电单极子直径的通孔，馈电单极子穿过通孔且不与介质基板接触。
[0073]
在一个具体的实施例中，物理口径分区根据所需要的目标波束的个数b来确定，物理口径分区个数n，令b＝n，其中，b≥2，n≥2，对n个物理口径分区分别进行单独的波束设计，使得每一个物理口径分区能各自独立地向不同方向辐射波束，得到n个目标波束，从而在n个目标波束中实现波束辐射的切换。
[0074]
不同波束间增益大小比例可以调整，具体是通过调整不同物理口径分区间的口径面积比例来实现的，即给n个分区区域分配不同的口径面积是s1,s2,...,sn，从而调整不同分区间口径面积比值k来调整目标波束之间的增益大小，其中k＝s1:s2...:sn。
[0075]
以五馈源共口径柱面共形波束切换天线为例，工作频率为15ghz，柱面共形结构的曲率半径ρ为400mm。
[0076]
根据所需要的目标波束的个数b＝5来确定物理口径分区个数n＝5，全息超表面1的具体物理口径分区情况如图2所示，分别为物理口径分区
①
、物理口径分区
②
、物理口径分区
③
、物理口径分区
④
、物理口径分区
⑤
，对5个物理口径分区分别进行单独的波束设计，以生成不同的目标波束。
[0077]
调整5个物理口径分区间口径面积比值k来调整目标波束之间的增益大小，为使得5个目标波束之间的增益大小接近1:1:1:1:1，取k＝s1:s2:s2:s3:s4:s5＝1:1:1:1:0.6。
[0078]
全息超表面包括：p
×
q个周期性排布的阻抗调制单元11，p≥40，q≥40，其中，p
×
q个周期性排布的阻抗调制单元分布在n个物理口径分区中，所述物理口径分区包括多个阻抗调制单元；如图3所示，所述阻抗调制单元11包括介质基板和设于所述介质基板上表面的辐射贴片(金属制成)；所述辐射贴片的尺寸根据所述阻抗调制单元的阻抗确定。所述阻抗调制单元还包括印制在介质基板下表面的金属地板。
[0079]
所述馈电单极子的数量为5，且分别位于5个物理口径分区中，5个物理口径分区包括列阵四条边对应的四个外部区域，以及由四个外部区域的中间形成的中间区域。如图4所示，其中五个馈电单极子分别为馈源1、馈源2、馈源3以及馈源4，分别位于阵列每一条边的
中点镂空处，馈源5位于整个阵列几何最中心的镂空处，五个馈电单极子的坐标公式如下：
[0080][0081][0082][0083][0084][0085]
其中，xn(i,t)和yn(i,t)为第n个馈电单极子2的坐标，n＝1，2，3，4，5。
[0086]
设p＝80，q＝80，阻抗调制单元的结构如图3所示，介质基板的边长a为3mm，相对介电常数为4.10，相对磁导率为1，厚度h为1.27mm，辐射贴片的中心位于介质基板的中心法线上，且辐射贴片两条对角线与所在介质基板表面的两条对角线重合，g为介质基板的边长与辐射贴片边长的差值。则辐射贴片的边长距离介质基板边长的距离为g/2。
[0087]
可以根据阻抗调制单元的阻抗z确定介质基板的边长与辐射贴片边长的差值g，继而根据介质基板的长度以及差值g计算获得辐射贴片的尺寸。具体地，辐射贴片的边长(尺寸)为介质基板的边长a减去介质基板的边长与辐射贴片边长的差值g。
[0088]
对5个物理口径分区进行单独的波束设计，如图5所示，取5个目标波束的方向指向分别为分别为针对每个物理口径分区设计各自的基于全息原理的干涉图。
[0089]
计算出的全息超表面的表面阻抗分布如图6所示。其中，图6中的x坐标为直角坐标系中每个阻抗调制单元对应的x轴上的坐标，其单位为米(m)；y坐标为每个阻抗调制单元对应的y轴上的坐标，其单位为米(m)；表面阻抗为每个阻抗调制单元的表面阻抗，其单位为欧姆(ω)。
[0090]
任一阻抗调制单元的表面阻抗的计算公式为：
[0091][0092]
其中，和为阻抗调制单元在x和y方向上的相位差，ω为工作频率对应的角频率，考虑到该阻抗调制单元为标量单元，其表面阻抗大小不受表面波传播方向的影响，因此设置
[0093]
如图7所示，阻抗调制单元的表面阻抗拟合曲线图；其中，横坐标gap表示介质板的
边长与辐射贴片边长的差值g，其单位为毫米(mm)；纵坐标“阻抗”表示阻抗调制单元的表面阻抗，其单位为欧姆(ω)。参照图7，改变辐射贴片的尺寸，即改变g(即图7中的gap)的大小，相对应阻抗调制单元的表面阻抗不同，通过曲线拟合得到阻抗调制单元的表面阻抗z与g的关系式为：
[0094]
z＝-429*g5+1475*g
4-2009*g3+1577*g
2-929.8*g1+550.2
[0095]
已知五馈源共口径柱面共形波束切换天线的5个物理口径分区中表面阻抗z
′
的分布，就可以得到每个阻抗调制单元的表面阻抗z，从而反演解出每个阻抗调制单元表面金属贴片的尺寸大小。
[0096]
用电磁仿真软件ansys hfss对上述实施例进行全波仿真，通过激励不同的馈电单极子观察波束切换辐射的能力，如图8至图12所示，gaintotal表示目标波束的增益，theta(deg)表示目标波束的角度：
[0097]
只激励馈源1，其他馈电单极子不激励，在平面观察，得到波束的三维方向图如图8(a)所示，二维方向图如图8(b)所示，可以看到馈源处的波束的增益为14.36分贝(db)，方向指向为(60
°
，0
°
)；
[0098]
只激励馈源2，其他馈电单极子不激励，在平面观察，得到波束的三维方向图如图9(a)所示，二维方向图如图9(b)所示，可以看到馈源2处的波束的增益为13.79分贝(db)，方向指向为(62
°
，90
°
)；
[0099]
只激励馈源3，其他馈电单极子不激励，在平面观察，得到波束的三维方向图如图10(a)所示，二维方向图如图10(b)所示，可以看到馈源3处的波束的增益为14.36分贝(db)，方向指向为(58
°
，180
°
)；
[0100]
只激励馈源4，其他馈电单极子不激励，在平面观察，得到波束的三维方向图如图11(a)所示，二维方向图如图11(b)所示，可以看到馈源4处的波束的增益为14.10分贝(db)，方向指向为(60
°
，270
°
)；
[0101]
只激励馈源5，其他馈电单极子不激励，在平面观察，得到波束的三维方向图如图12(a)所示，二维方向图如图12(b)所示，可以看到馈源5处的波束的增益为13.08分贝(db)，方向指向为(0
°
，0
°
)；
[0102]
通过物理口径分区实现的柱面共形情况下的多馈源共口径柱面共形波束切换天线能够实现在共口径柱面共形情况下的波束切换辐射，同时经过调整的物理口径分区面积比例能够控制波束之间的增益大小比例。
[0103]
上述多馈源共口径柱面共形波束切换天线，采用了全息超表面来实现柱面共形，同时利用多个物理口径分区来进行单独的波束设计，使得每一个物理口径分区能向不同方向辐射波束，一次仅接通一个物理口径分区中的馈电单极子，从而可以在多个波束间实现波束辐射的切换。
[0104]
本技术还提供了一种多馈源共口径柱面共形波束切换天线的设计方法，如图13所示，在一个实施例中，包括如下步骤：
[0105]
步骤1302：根据目标波束的预设生成要求，设计全息超表面的物理口径分区的数量；物理口径分区的数量与目标波束的数量相同，以使每个物理口径分区向多个方向辐射波束，生成对应的多个目标波束。
[0106]
步骤1304：根据目标波束之间的增益大小比例，确定物理口径分区的面积比例。
[0107]
步骤1306：馈电单极子的数量与物理口径分区的数量相同且一一对应，馈电单极子设在对应物理口径分区内。
[0108]
步骤1308：物理口径分区包括：多个阻抗调制单元。
[0109]
步骤1310：阻抗调制单元包括：介质基板、设在介质基板正面的辐射贴片以及设在介质基板背面的地板。
[0110]
步骤1312：根据目标波束的预设生成要求，设计基于全息原理的干涉图；根据生成基于全息原理的干涉图的柱形表面波和线极化目标波调制，获得物理口径分区的阻抗分布；根据物理口径分区的阻抗分布，确定阻抗调制单元的表面阻抗；根据阻抗调制单元的表面阻抗，设计辐射贴片的尺寸。
[0111]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0112]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种多馈源共口径柱面共形波束切换天线，其特征在于，包括：全息超表面以及馈电单极子；所述全息超表面为曲面结构，且包括多个物理口径分区；所述物理口径分区的数量与目标波束的数量相同，以使每个物理口径分区向多个方向辐射波束；所述馈电单极子的数量与所述物理口径分区的数量相同且一一对应，所述馈电单极子设在对应所述物理口径分区内。2.根据权利要求1所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线，其特征在于，所述物理口径分区的面积比等于目标波束的增益比。3.根据权利要求2所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线，其特征在于，所述物理口径分区包括：多个阵列分布的阻抗调制单元。4.根据权利要求3所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线，其特征在于，所述阻抗调制单元包括：辐射贴片、介质基板以及地板；所述辐射贴片设在所述介质基板的正面，所述地板设在所述介质基板的背面，且所述辐射贴片以及所述地板均与所述介质基板的中心设在同一竖直线上。5.根据权利要求4所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线，其特征在于，所述辐射贴片的尺寸根据所述物理口径分区的阻抗分布得到。6.根据权利要求1至5任一项所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线，其特征在于，所述物理口径分区的阻抗分布根据基于全息原理的干涉图得到，基于全息原理的干涉图根据馈电单极子产生的柱形表面波与线极化目标波干涉而成；图根据馈电单极子产生的柱形表面波与线极化目标波干涉而成；图根据馈电单极子产生的柱形表面波与线极化目标波干涉而成；式中，ψ
surf
为柱形表面波，x和y为平面下的阻抗调制单元坐标，r为平面下阻抗调制单元的位置矢径，j为虚数单位，k
t
为柱形表面波传播的波数，ψ
obj
为线极化目标波，θ
n
为第n个物理口径分区中球坐标系下出射波束的俯仰角，φ
n
为第n个物理口径分区中球坐标系下出射波束的方位角，k0为自由空间波数，ρ为天线的柱面共形载体曲率半径。7.根据权利要求1至5任一项所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线，其特征在于，所述物理口径分区的阻抗分布根据生成基于全息原理的干涉图的柱形表面波与线极化目标波经如下调制方式得到：式中，z
′
为调制方式，x为所有阻抗调制单元的平均阻抗值，m为调制深度，re为取复数(ψ
obj
·
ψ
surf*
)的实部，ψ
surf*
为取表面波ψ
surf
的共轭。8.根据权利要求4或5所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线，其特征在于，所有
阻抗调制单元共用一个介质基板；所述馈电单极子与所述地板相连，并穿过所述介质基板后与所述辐射贴片间隔设置，所述馈电单极子与所述介质基板之间具有间隙。9.一种多馈源共口径柱面共形波束切换天线的设计方法，其特征在于，如权利要求1至8任一项所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线，包括：根据目标波束的预设生成要求，设计全息超表面的物理口径分区的数量；所述物理口径分区的数量与目标波束的数量相同，以使每个物理口径分区向多个方向辐射波束；根据目标波束之间的增益大小比例，确定所述物理口径分区的面积比例；所述馈电单极子的数量与所述物理口径分区的数量相同且一一对应，所述馈电单极子设在对应所述物理口径分区内。10.根据权利要求9所述的多馈源共口径柱面共形波束切换天线的设计方法，其特征在于，还包括：所述物理口径分区包括：多个阻抗调制单元；所述阻抗调制单元包括：介质基板、设在所述介质基板正面的辐射贴片以及设在所述介质基板背面的地板；根据所述目标波束的预设生成要求，设计基于全息原理的干涉图；根据生成基于全息原理的干涉图的柱形表面波和线极化目标波调制，获得物理口径分区的阻抗分布；根据物理口径分区的阻抗分布，确定阻抗调制单元的表面阻抗；根据阻抗调制单元的表面阻抗，设计辐射贴片的尺寸。

技术总结
本申请属于天线技术领域，涉及多馈源共口径柱面共形波束切换天线及设计方法。多馈源共口径柱面共形波束切换天线包括：全息超表面以及馈电单极子；所述全息超表面为曲面结构，且包括多个物理口径分区；所述物理口径分区的数量与目标波束的数量相同，以使每个物理口径分区向多个方向辐射波束；所述馈电单极子的数量与所述物理口径分区的数量相同且一一对应，所述馈电单极子设在对应所述物理口径分区内；所述物理口径分区的面积比等于目标波束的增益比。采用本申请能够实现柱面共形情况下的多馈源共口径波束切换辐射。源共口径波束切换辐射。源共口径波束切换辐射。


技术研发人员：陈宇方 谢威 肖培涛 郑春满
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/6