CN103762425A - 一种用于二维相控扫描的双频双圆极化共口径天线阵 - Google Patents

一种用于二维相控扫描的双频双圆极化共口径天线阵 Download PDF

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Abstract

一种用于二维相控扫描的双频双圆极化共口径天线阵，覆盖Ka频段和Ku频段。在两个频段的交叠部分，天线阵列的基本组成单元是8个Ka频段金属辐射片围绕1个Ku频段金属辐射片；在边缘部分，Ku频段金属辐射片之间需要调整间距，形成布局紧密的阵列，能够有效降低副瓣，并抑制栅瓣；不同频段天线采用不同极化方式的金属辐射片形成双圆极化，提高了共口径天线的极化隔离度。本发明通过合理布局将Ka、Ku两个频段天线整合在同一个口径中，并采用阵列优化、极化隔离等手段将相互影响降至最小，可适用于多种要求低剖面、结构紧凑的二维相控阵天线***中，实现大扫描角度的二维相扫。

Description

一种用于二维相控扫描的双频双圆极化共口径天线阵
技术领域
本发明涉及一种用于二维相控扫描的双频双圆极化共口径天线阵，属于天线技术领域。
背景技术
为解决二维相控阵天线***中对于低剖面、结构紧凑和大扫描角度的要求，共口径天线阵成为一种趋势。当前国内外广泛采用的共口径天线，并没有专门针对二维相控阵天线进行设计，而大多数共口径天线采用波导缝隙天线或者层叠结构实现共口径，并且极化形式均为线极化。
专利双频段双极化共口径天线（CN201120122507.6）、共口径变波束宽度波导裂缝阵天线（CN201210011667.2）、一种平板波导缝隙阵列天线（CN201020695361.X）所涉及到的共口径天线均为波导缝隙天线，极化形式为线极化。L/S/X三波段双极化平面天线阵（CN201010275940.3）和S/X双波段双极化共用口径微带振子与介质谐振器阵列天线（CN200910198240.6）中的共口径天线没有涉及到更高频率，并且采用多层板层叠结构。一种双频宽带波纹喇叭馈源天线（CN201110198475.2）所涉及的天线为波纹喇叭天线。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种低剖面、结构紧凑、双频段、双圆极化、适于大扫描角度的共口径天线，可用于多种二维相控阵天线***。
本发明的技术解决方案是：
一种用于二维相控扫描的双频双圆极化共口径天线阵，包括：微波介质基片、Ka频段金属辐射片、Ku频段金属辐射片和接插件；
所述天线阵覆盖Ka频段和Ku频段，Ka频段金属辐射片和Ku频段金属辐射片分布在微波介质基片上，在中部区域为两个频段的交叠部分，在边缘部分为均布的Ku频段金属辐射片，在两个频段的交叠部分，天线阵列的基本组成单元包括个Ka频段金属辐射片和个Ku频段金属辐射片，该个Ka频段金属辐射片分布呈正方形，围绕中心的个Ku频段金属辐射片；每个Ka频段金属辐射片和Ku频段金属辐射片下面均通过接插件穿透微波介质基片连接一个射频组件，形成瓦片式二维相控阵天线。
所述Ka频段金属辐射片和Ku频段金属辐射片均为正方形。
两个相邻的Ka频段金属辐射片之间的间距不大于0.5倍的Ka频段波长，
边缘部分两个相邻的Ku频段金属辐射片之间的间距不大于0.43倍Ku频段波长。
本发明与现有技术相比的优点在于：
（1）本发明通过合理布局将Ka、Ku两个频段天线整合在同一个口径中，并采用阵列优化、极化隔离等手段将相互影响降至最小，可适用于多种要求低剖面、结构紧凑的二维相控阵天线***中，实现大扫描角度的二维相扫。
（2）通过对天线边缘进行合理布局，能够有效降低副瓣、并抑制栅瓣，尤其是在大扫描角度的情况下；
附图说明
图1为本发明的天线阵列基本组成单元俯视图；
图2为本发明的天线阵列俯视图；
图3为本发明天线阵列侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供了一种用于二维相控扫描的双频双圆极化共口径天线阵，通过合理布局将Ka、Ku两个频段天线整合在同一个口径中，并采用阵列优化、极化隔离等手段将相互影响降至最小，可适用于多种要求低剖面、结构紧凑的二维相控阵天线***中，实现大扫描角度的二维相扫。
如图2、图3所示，包括：微波介质基片1、Ka频段金属辐射片2、Ku频段金属辐射片3和接插件4；Ka频段金属辐射片2和Ku频段金属辐射片3均为正方形。
微波介质基片1是一层双面敷铜微波介质板，介质板上表面通过腐蚀工艺形成所需天线阵列，下表面直接接触地板。天线覆盖的两个频率分别是Ka频段和Ku频段。
所述天线阵覆盖Ka频段和Ku频段，Ka频段金属辐射片2和Ku频段金属辐射片3分布在微波介质基片1上，在中部区域为两个频段的交叠部分，在边缘部分为均布的Ku频段金属辐射片3，在两个频段的交叠部分，如图1所示，天线阵列的基本组成单元包括8个Ka频段金属辐射片2和1个Ku频段金属辐射片3，该8个Ka频段金属辐射片2分布呈正方形，围绕中心的1个Ku频段金属辐射片3，相当于9个Ka频段金属辐射片组成3*3阵列，之后将中间的一个辐射片换成Ku频段金属辐射片；每个Ka频段金属辐射片2和Ku频段金属辐射片3下面均通过接插件4穿透微波介质基片1连接一个射频组件，形成瓦片式二维相控阵天线。
两个相邻的Ka频段金属辐射片2之间的间距不大于0.5倍的Ka频段波长，边缘部分两个相邻的Ku频段金属辐射片（3）之间的间距不大于0.43倍Ku频段波长，形成布局紧密的阵列，能够有效降低副瓣，并抑制栅瓣。
不同频段天线采用不同极化方式的金属辐射片形成双圆极化，提高了共口径天线的极化隔离度。
本发明未详细阐述的部分属于本领域公知技术。

Claims (4)

1.一种用于二维相控扫描的双频双圆极化共口径天线阵，其特征在于包括：微波介质基片（1）、Ka频段金属辐射片（2）、Ku频段金属辐射片（3）和接插件（4）；
所述天线阵覆盖Ka频段和Ku频段，Ka频段金属辐射片（2）和Ku频段金属辐射片（3）分布在微波介质基片（1）上，在中部区域为两个频段的交叠部分，在边缘部分为均布的Ku频段金属辐射片（3），在两个频段的交叠部分，天线阵列的基本组成单元包括8个Ka频段金属辐射片（2）和1个Ku频段金属辐射片（3），该8个Ka频段金属辐射片（2）分布呈正方形，围绕中心的1个Ku频段金属辐射片（3）；每个Ka频段金属辐射片（2）和Ku频段金属辐射片（3）下面均通过接插件（4）穿透微波介质基片（1）连接一个射频组件，形成瓦片式二维相控阵天线。
2.根据权利要求1所述的天线阵，其特征在于：所述Ka频段金属辐射片（2）和Ku频段金属辐射片（3）均为正方形。
3.根据权利要求1或2所述的天线阵，其特征在于：两个相邻的Ka频段金属辐射片（2）之间的间距不大于0.5倍的Ka频段波长，
4.根据权利要求1或2所述的天线阵，其特征在于：边缘部分两个相邻的Ku频段金属辐射片（3）之间的间距不大于0.43倍Ku频段波长。
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