[發明專利]低剖面動中通收發共用一維有源相控陣天線

有效

• 申請號: 201210579486.X
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103022727A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 韓國棟;武偉;杜彪
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q21/24;H01Q3/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明設計涉及的技術領域包括通信、電子對抗、雷達、遙感等，具有相當的應用背景。本發明特別適用于低剖面衛星移動通信、雷達以及其他系統中的雙極化一維有源相控陣天線。

背景技術

目前在通信系統中使用的動中通天線有以下幾種形式，在性能上雖各有特點，但均存在某種不足。

1、傳統的反射面和賦形反射面天線，這類天線采用的是機械跟蹤模式，跟蹤速度慢，在載體的高速運動中，指向誤差大，且反射面體積和重量大，安裝不方便，無法用作相控陣天線。

2、介質透鏡天線，也常采用采用饋源機械掃描的方式，其弱點同樣是跟蹤速度慢，體積較大，其剖面受限于介質球的的高度，而且饋源和介質球的插損大，陣列控制實現較難。

3、平面陣列天線，其掃描方式也采用機械式，口徑效率較低，增益不高，不易實現較大帶寬，跟蹤速度較慢。

4、兩維相控陣天線，其掃描方式為電子波束掃描，掃描速度快，但口徑效率較低，成本高、增益在兩維掃描時損失大。

發明內容

本發明的目的在于避免上述背景技術中的不足之處，提供一種高效率、低損耗、低剖面的雙線極化動中通收發共用一維有源相控陣天線，既避免了拋物面天線、介質透鏡天線和平板陣列天線剖面高、跟蹤速度慢的缺點，又避免了兩維相掃天線在高低仰角掃描時增益損失大的缺點，本發明可實現在電子掃描范圍為圖1所示的俯仰面區域，從大地仰角的15度至70度，系統的G/T值均大于10.9dB/K，而方位面實現360度機械掃描方式，該發明具有剖面低、成本低、口徑效率高，掃描損失低等優點。

本發明所采用的技術方案為：

低剖面動中通收發共用一維有源相控陣天線，包括雙極化天線單元1、方位面饋電網絡2、雙工器3、小型化T/R組件4、射頻電纜5和俯仰面微帶功分網絡6，雙極化天線單元1依次通過方位面饋電網絡2、雙工器3、小型化T/R組件4、射頻電纜5和俯仰面微帶功分網絡6進行連接，其特征在于：雙極化天線單元1輻射口面的中心軸線與水平面呈20°至40°的向上夾角，多個雙極化天線單元1在每一行上按照統一高度進行排列，相鄰兩行雙極化天線單元1的輻射口面外壁相接，上面一行的雙極化天線單元1輻射口面沿下面一行的雙極化天線單元1口面的上側壁向下方位移一定距離。

其中，雙極化天線單元1包括輻射口面1-3、主波導1-4、垂直極化波導1-2和水平極化波導1-1；主波導1-4的上端與輻射口面1-3相連，主波導1-4的下端與垂直極化波導1-2相連；水平極化波導1-1通過設置在主波導1-4側壁的耦合縫隙與主波導1-4相連通。

其中，方位面饋電網絡2為扁波導雙通道方位面饋電網絡，扁波導內腔分為上下兩層，兩層之間為金屬化隔板，上層為水平極化通道的功分網絡，下層為垂直極化通道的功分網絡。

其中，雙工器3為扁波導雙通道的雙工器，扁波導內腔分為上下兩層，每一層實現一路極化信號的頻率雙工，其中上層為水平極化通道，下層為垂直極化通道。

其中，小型化T/R組件4包括小型化接收組件4-1和小型化發射組件4-2；其中小型化接收組件4-1的輸入端口15為上下兩層扁波導端口，上層為水平極化信號端口，下層為垂直極化信號端口，其輸出端口14為一路SMA接頭的射頻信號接口；其中小型化發射組件4-2的輸入端口18為一路SMA接頭的射頻信號接口，其輸出端口17分為上下兩層扁波導端口，上層為水平極化信號端口，下層為垂直極化信號端口。

其中，輻射口面1-3的尺寸為0.75至0.93倍波長，主波導1-4的截面尺寸為0.55至0.65倍波長；垂直極化通道1-2和水平極化通道1-1饋電端口寬邊尺寸為0.63至0.78倍波長，窄邊尺寸0.15至0.2倍波長。

其中，扁波導雙通道的方位面饋電網絡2為實現兩個極化饋電的H-T雙層波導槽洗結構，每一層均為1:N的波導功分器；雙通道總口的寬邊尺寸均為0.63至0.78倍波長；窄邊尺寸均為0.15至0.2倍波長，上層水平極化通道的分口12的饋電端口寬邊尺寸均為0.63至0.78倍波長，窄邊尺寸均為0.15至0.2倍波長，下層垂直極化通道的分口13的饋電端口寬邊尺寸為0.55至0.65倍波長，窄邊尺寸0.15至0.2倍波長；方位面饋電網絡2的厚度為0.47至0.56倍的波長。

其中，扁波導雙通道的小型化雙工器3收發通道的總口和分口厚度均為0.47至0.56倍的波長，長度均為10.2至12.3倍的波長。