Es wurde ein hochintegriertes, miniaturisiertes, doppelt kreis- und linearpolarisiertes Metaflächen-Antennenarray entwickelt, das im X-Band arbeitet. Durch die Verwendung einer Apertur-Sharing-Konfiguration können zwei Strahlungspatcheinheiten zwischen den linken und rechten kreisförmigen Polarisationskanälen gemeinsam genutzt werden, wodurch ein erhebliches Miniatur-Design und eine effiziente Raumausnutzung in multifunktionalen luftgestützten Wetterradar- und Kommunikationsplattformen realisiert werden. Die Einführung einer sequenziellen Rotations-Fütterungsstruktur und Metaflächen-Patches verbessert effektiv die kreisförmige Polarisationsbandbreite der Antenne. Durch das Teilen von zwei Patch-Einheiten wurde das dual-kreispolarisiert Array miniaturisiert und der Raumbedarf effizient genutzt. Darüber hinaus ermöglicht der gleichzeitige Betrieb der zwei kreisförmigen Polarisationsports auch lineare Polarisationsstrahlung. Zur Validierung der meteorologischen Detektionsfähigkeit der entworfenen Antenne wurde ein Mikrowellen-Bildgebungsbeispiel basierend auf dem Rückprojektion-Algorithmus realisiert. Durch Simulation und praktisches Design beträgt die gemessene Impedanzbandbreite 9,6–14 GHz (37,39 %), die 3-dB-Gewinnbandbreite 10,6–13,56 GHz (23,5 %) und der Spitzen-Gewinn bei 12 GHz 12,83 dBi. Die Antenne erzielt stabile dual-kreisförmige und lineare Polarisationsstrahlung mit flexibler Schaltbarkeit der Polarisation und eignet sich für luftgestützte Wetterradarsysteme zur Erkennung von Wetterbedingungen vor dem Flugzeug und gleichzeitig für Kommunikationsfunktionen.

polarisationumschaltbare Antenne; doppelte Kreispolarisation; Metafläche; Wetterradar