[發明專利]一種用于U波段和S波段的三模寬帶雙圓極化微帶天線

有效

• 申請號: 201711277266.0
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN107994325B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 修威;喬帥陽;楊光
• 申請（專利權）人: 北京華鎂鈦科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q7/00;H01Q15/24;H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q21/30
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

技術領域

本發明涉及一種用于U波段和S波段的三模寬帶雙圓極化微帶天線，其可用于U波段和S波段的衛星移動通信領域。

背景技術

雙極化技術是無線通信領域十分重要的技術，可用來實現極化分集和極化復用，極化分集是解決無線信道多徑衰落的有效方法，而極化復用則可以更加有效地利用有限的頻譜資源。且微帶天線具有低輪廓、小體積、重量輕、極化特性多樣化的特點，極易與饋電網絡和有源電路集成，故而得到了廣泛的應用。但其窄頻帶的缺點嚴重制約著現代無線通信對大帶寬的需求。

低頻段的應用可追溯到上世紀，從上世紀六七十年代以來，美國為了適應全球戰略需求逐步建立了一些軍事衛星通信系統，采用UHF頻段中的200-400MHz作為工作頻段，主要是利用了U波段的一下優點：信號穿透性強，能適應惡略的環境；傳播損耗比較小；易于與地面軍用短波電臺組網；波束覆蓋范圍大等。

針對微帶天線的優點和缺點，本發明設計出了一款工作帶寬大、高增益、雙圓極化、低軸比、掃描范圍±70°的S波段微帶天線和大帶寬、高增益、低軸比的U波段微帶天線。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能同時工作于U波段和S波段的微帶天線，其中工作于U波段的微帶天線具有結構簡單，大帶寬，高增益，低軸比的特點；工作于S波段的天線具有結構簡單，寬帶寬，高增益，低軸比，端口隔離度高，交叉極化性能優越，且方便擴展為任意的大型陣列。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種用于U波段和S波段的三模寬帶雙圓極化微帶天線,

所述天線包括S波段2×2相控陣天線（1）和UHF波段天線（2）,所述S波段2×2相控陣天線包括頂部介質層（3），中間介質層（4），底部介質層（5），位于頂部介質層（3）之上的第一環形結構（13），位于中間介質層（4）之上的矩形貼片（6）和第二環形結構（12），位于第一地板（14）之上的第一縫隙（7），位于底部介質層（5）之下的第一饋線（8）和第二饋線（11），第一饋線（8）和第二饋線（11）兩端分別端接左旋圓極化端口（9）和右旋圓極化端口（10），所述S波段2×2相控陣天線的左旋圓極化通過左旋圓極化端口（9）獲得，右旋圓極化通過右旋圓極化端口（10）獲得；

所述UHF波段天線包括第二地板（15），所述第二地板（15）上設置有第二縫隙（16），第三饋線（17），L形的第一條帶（18）、第二條帶（19）、第三條帶（20）、第四條帶（21）、第五條帶（23）、第六條帶（24）以及圓（22），L形的第一條帶（18）、第二條帶（19）、第三條帶（20）、第四條帶（21）、第五條帶（23）和第六條帶（24）兩兩之間不相交，第一條帶（18）和第二條帶（19）方向一致，第三條帶（20）和第四條帶（21）方向一致，第五條帶（23）和第六條帶（24）方向一致；所述圓（22）的半徑可調整，通過控制圓形的半徑調整所述UHF波段天線的工作頻率，L形的所述第一條帶（18）、第二條帶（19）、第三條帶（20）、第四條帶（21）、第五條帶（23）和第六條帶（24）的長度和寬度可調整，通過控制第一條帶（18）和第二條帶（19）的長度和寬度調整天線的帶寬，通過控制第三條帶（20），第四條帶（21），第五條帶（23）和第六條帶（24）的長度和寬度調整天線的軸比。

其中，所述S波段2×2相控陣天線的第一饋線（8）和第二饋線（11）分別通過第一地板（14）之上的第一縫隙（7）給天線饋電，并通過控制所述第一縫隙（7）的位置和大小調整耦合到天線能量的大小。

其中，所述S波段2×2相控陣天線的第二環形結構（12）和第一環形結構（13）分別位于中間介質層（4）和頂部介質層（3）之上用來拓展天線的波束寬度。

其中，所述UHF波段天線通過第三饋線（17）饋電。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：

首先本發明在各個頻段都實現了較大的帶寬，U波段-10dB帶寬為262MHz--415MHz，S波段-15dB帶寬完全覆蓋S波段及其拓展波段；其次是S波段相控陣天線在一個單元上實現了雙端口雙圓極化性能，使用者可根據所需的極化方式自主選擇，并且實現了相控陣對天線的要求，在寬角度電掃描范圍內保持高的增益和低的軸比；再次，通常U波段為低頻頻段，其對應的天線一般尺寸較大，而本發明的U波段天線尺寸僅約為0.4 （ 為中心頻率所對應的自由空間波長）。

附圖說明

圖1是本發明一種用于U波段和S波段的三模寬帶雙圓極化微帶天線構成圖。