[發明專利]一種低剖面緊湊型雙頻段雙極化共口徑微帶天線

無效

• 申請號: 201310547527.1
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103606745A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 劉洋;董濤;王昕;王國龍
• 申請（專利權）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號: H01Q9/04
• 分類號: H01Q9/04;H01Q13/08;H01Q13/10;H01Q21/24;H01Q1/48
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及天線技術領域，具體地說是一種低剖面、緊湊型、雙頻段、雙極化的共口徑微帶天線陣。

背景技術

為解決天線對于低剖面、結構緊湊和多頻段多極化覆蓋的要求，共口徑微帶天線陣成為一種趨勢。當前國內外廣泛采用的共口徑天線，大多數采用波導縫隙天線或者層疊結構實現共口徑，并且極化形式均為線極化。

專利L/S/X三波段雙極化平面天線陣（CN201010275940.3）中的共口徑天線由L/S、L/X雙波段雙極化子陣各一副和L單波段雙極化子陣拼接而成，每副子陣均為多層板層疊結構，結構復雜，且沒有涉及到更高頻率。一種雙頻雙極化天線（CN201110130936.2）由高頻振子陣列及低頻振子陣列天線組成，不滿足低剖面要求。Ku波段低剖面雙頻雙極化陣列天線（CN201110109938.3）由八層結構組成的多層夾心結構組成，不易實現，且為只覆蓋Ku頻段的雙線極化天線。小型化單饋電點雙頻雙極化微帶天線（CN200910251045.5）介紹了一種實現雙頻圓極化，具備體積小、低剖面、制作工藝簡單、成本低特點的微帶天線，具有良好的軸比帶寬和較高的低仰角增益，可用于高性能衛星導航系統接收機，雙頻雙極化開槽微帶天線（CN03210325.5），該發明同時具有雙頻雙圓極化收發功能，上述二個發明中的天線都是使用探針直接或者耦合饋電，無法滿足天線組陣實現高增益的要求。

發明內容

本發明的目的是：提供一種低剖面、緊湊型、雙頻段、雙極化的共口徑微帶天線，可作為共形天線應用于Ku/Ka頻段的衛星通信終端。

本發明的技術解決方案是：

一種低剖面緊湊型雙頻段雙極化共口徑微帶天線，包括上層微波介質板、下層微波介質板和反射腔體；反射腔體為頂部開口的金屬空腔，下層微波介質板蓋在反射腔體為頂部開口上且將所述反射腔體的頂部開口封閉，上層微波介質板固定在下層微波介質板上且與下層微波介質板貼合；

上層微波介質板的上表面分布有16個Ka頻段金屬輻射片和4個Ku頻段金屬輻射片，4個Ku頻段金屬輻射片分布在同一個正方形的四角上，該正方形的中心與所述上層微波介質板的中心重合，Ku頻段饋電網絡與4個Ku頻段金屬輻射片共面；

每個Ku頻段金屬輻射片的周圍，以該Ku頻段金屬輻射片的中心為中心，分布有四個Ka頻段金屬輻射片，16個Ka頻段金屬輻射片形成4*4的矩陣，且相鄰兩個Ka頻段金屬輻射片之間的間距相同；Ka頻段饋電網絡分布在下層微波介質板的下表面；

上層微波介質板的下表面上敷銅，形成金屬層，在該金屬層上腐蝕出16個L型耦合縫隙，每個L型耦合縫隙對應一個Ka頻段金屬輻射片，Ka頻段饋電網絡通過L型耦合縫隙對Ka頻段金屬輻射片進行耦合饋電。

所述金屬層與反射腔體電連通。

所述金屬層與所述反射腔體的底部內表面之間的距離為4mm～6mm。

相鄰兩個Ku頻段金屬輻射片之間的間距為Ku頻段波長的一半。

相鄰兩個Ka頻段金屬輻射片之間的間距為Ka頻段波長的一半。

Ka頻段金屬輻射片、L型耦合縫隙和Ka頻段饋電網絡組成Ka頻段天線，該天線工作在右旋圓極化狀態。Ku頻段金屬輻射片和Ku頻段饋電網絡組成Ku頻段天線，該天線工作在線極化狀態。

本發明與現有技術相比的優點在于：

1、微帶天線加工工藝成熟，可保證天線的一致性和穩定性

2、通過采用共口徑的天線形式，使天線工作頻率覆蓋雙頻段；

3、兩頻段天線共面嵌套放置，結構緊湊，口徑利用率高。

4、不同頻段天線采用不同極化方式，可以提高共口徑天線的極化隔離度。

5、通過接地板開L型縫隙，對貼片進行耦合饋電實現圓極化。

附圖說明

圖1為本發明天線結構圖；

圖2為本發明的Ku/Ka天線陣列及Ku頻段天線饋線俯視圖；

圖3為本發明的接地板開L型縫隙俯視圖；

圖4為本發明的Ka頻段天線饋電網絡俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。

為彌補現有技術的缺點和不足，本發明通過合理的陣面布局將Ka、Ku兩個頻段天線在同一個口徑中共面嵌套放置，結構緊湊，天線的饋電網絡分層設計，使得布線空間相對充裕。該結構天線可應用于Ku/Ka頻段的衛星通信終端。