[實用新型]一種雙圓極化微帶天線陣

有效

• 申請號: 201420843650.8
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN204391260U
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 高初;李景峰;董好志;王遠
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q21/24;H01Q13/08
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本實用新型屬于天線技術領域，具體涉及一種微帶天線陣。

背景技術

對衛星通信和遙感系統來說，為有效傳輸信息，克服電離層法拉第旋轉效應引起的極化畸變，要求天線具有圓極化的性能，且同一天線陣面在接收模式與發射模式下同時工作，這就要求天線具備雙圓極化的工作能力。軍用方面，空間目標預警領域，各國也普遍采用雙圓極化天線作為基本輻射單元組陣。在民用方面，廣播電視系統采用雙圓極化天線亦可有效減小信號漏失、克服重影。這也一定程度上也推動了雙圓極化天線技術的發展。因此雙圓極化天線技術在軍用和民用領域的應用范圍越來越廣泛。

在星載和機載的應用場合，還有重量的要求。這要求天線在滿足波束寬度、增益、極化、隔離、掃描能力等指標時還要盡可能的輕便可靠。天線的高度也需要盡可能的小，以免改變飛行器的氣動特性和帶來不必要的機械干涉。

常見的雙圓極化相控陣天線單元主要有以下三種形式：一、振子天線。包括十字交叉分布的微帶振子和金屬振子。其主要的優點在于帶寬寬，波束寬度寬可達120°，可以適應大角度掃描的要求（張健鑫，傅光，陳曦，張濤，李東超，圓極化十字交叉振子的設計，微波學報，Vol.S2，2010.8，pp:183-186.）。其缺點在于剖面高，不適合機載、星載等場合的使用。二、背腔式縫隙天線。該類天線通過在背腔激勵的金屬板上開環形或十字形的槽實現了圓極化的性能（Sievenpiper?D,?Hsu?H?P,?Riley?R?M.?Low?-profile?cavity-backed?crossed-slot?antenna?with?a?single-probe?feed?designed?for?2.34?GHz?satellite?radio?applications，IEEE?Trans?Antennas?Propagat,?2004,?52(3)?:?873-879）。其主要的缺點在于對地面對方向圖的影響大，可能出現波紋。三、微帶天線。微帶天線具有低成本、低剖面、易于集成和共形的特點，適于設計低剖面圓極化天線。目前已知的雙圓極化微帶天線陣，其實現方式有兩種：一是四點饋電的方式，需要結合定向耦合器和不等相位功分器組成饋電網絡（汪雪剛，李瑞，吳多龍，李庚祿，GPS雙頻圓極化微帶天線的設計，廣州工業大學學報，Vol.28，No.2，2011.6,pp:43-46）。其優點是，貼片表面電流分布更符合圓極化特性，可以有效抑制高階模式產生的交叉極化分量，軸比性能較好。缺點是，饋電網絡復雜、龐大，成本高。二是雙點饋電的方式，需要定向耦合器或者不等相位功分器組成饋電網絡。對于多次反射有所抑制，亦可容忍饋電相位的誤差。相比四點饋電方案，其優勢在于實現簡單，易于組陣。（薛欣，張福順，馮昕罡，馮睿，雙圓極化微帶天線的設計，電波科學學報，Vol.25，No.2，2010.4，pp:393-396.）。

實用新型內容

為了解決圓極化微帶天線的雙點饋電微帶天線陣的饋電網絡與貼片單元同層設計的問題，本實用新型的目的在于提供一種雙圓極化微帶天線陣，使其具有、低交叉極化、結構簡單牢固、加工便利的特點，并且具有實現寬角掃描雙圓極化天線陣的工程潛力。

通過背景技術可以得知：微帶貼片型雙圓極化天線的饋電網絡復雜，且需要與微帶陣面集成，在組陣時必然出現互耦、諧振等不可避免的惡化天線陣性能的問題。現有技術通過縫隙耦合饋電技術的方法予以規避。（Rostan,?F.;?Wiesbeck,?W.,?Dual?polarized?microstrip?patch?arrays?for?the?next?generation?of?spaceborne?synthetic?aperture?radars,?1995International?Geoscience?and?Remote?Sensing?Symposium,?IGARSS?'95.?Quantitative?Remote?Sensing?for?Science?and?Applications?,vol.3,?pp.?2277-2279.）其缺點是額外增加了一張微帶板和一張泡沫板。本實用新型所需解決的具體問題就是如何選擇合適的貼片形式、饋電網絡、去諧振、去耦合結構來解決上述問題。

一種雙圓極化微帶天線陣包括由上至下依次貼合的輻射微帶板2、泡沫板4、饋電微帶板5和金屬地板6，并由兩個以上的金屬柱3貫穿固定連接，形成一塊雙圓極化微帶天線陣板；