[實用新型]一種雙極化寬帶平板陣列天線饋電網絡

有效

• 申請號: 201720337930.5
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN206962025U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 金秀梅;胡衛東;侯艷茹;禹清晨
• 申請（專利權）人: 安徽四創電子股份有限公司
• 主分類號: H01Q15/24
• 分類號: H01Q15/24;H01Q21/00;H01Q1/50
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙)34118
• 代理人: 王挺,柯凱敏

技術領域

本實用新型屬于波導天線設計和制造技術領域，具體涉及一種雙極化寬帶平板陣列天線饋電網絡。

背景技術

天線作為通信系統中的一個重要的無線電設備，其性能的好壞將直接影響無線電設備的性能。相對于拋物面天線，平板陣列天線具有重量輕、效率高、體積小的優勢，但是以往的平板陣列天線很難兼具雙極化、寬頻帶和低剖面的特性。傳統的平板陣列天線，要么只能在單一頻帶實現雙極化，要么剖面尺寸大，要么使用結構復雜的微帶和波導混合饋電方式。隨著無線通信和雷達系統的不斷發展和完善，人們逐漸發現，要想實現兼具雙極化、寬頻帶和低剖面性能的波導平板陣列天線，其關鍵在于是否具有雙極化、寬頻帶和低剖面的饋電網絡。因此，能否研制出一種兼具雙極化、寬頻帶和低剖面的饋電網絡，從而實現整體天線構造的高集成性需求，為本領域技術人員近年來所亟待解決的技術難題。

發明內容

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種結構合理而實用的雙極化寬帶平板陣列天線饋電網絡，其兼具結構緊湊、帶寬寬、剖面低的優點，可作為寬帶雙極化天線的饋電網絡。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

一種雙極化寬帶平板陣列天線饋電網絡，其特征在于：本饋電網絡包括極化分離器，所述極化分離器上設置用于連接外部輻射器的公共端口、用于連接水平極化單元的水平極化端口以及布置于極化分離器底端面處的用于連接垂直極化單元的垂直極化端口，極化分離器形成四行四列狀的基礎陣列分布；

垂直極化單元包括由Y-T功分器構成的第一垂直極化功分器、由E-T功分器構成的第二垂直極化功分器、由H-T功分器構成的第三垂直極化功分器以及由H-T功分器構成的第四垂直極化功分器；在行方向上，各個第一垂直極化功分器的兩輸入端口分別連接兩兩相鄰布置的各極化分離器的垂直極化端口；在列方向上，第一列與第二列上的兩兩相鄰布置的第一垂直極化功分器的輸出端口分別連通一個第二垂直極化功分器的兩輸入端口，第三列與第四列上的兩兩相鄰布置的第一垂直極化功分器的輸出端口連通另一個第二垂直極化功分器的兩輸入端口；在行方向上，相鄰兩個第二垂直極化功分器的輸出端口分別連接第三垂直極化功分器的兩輸入端口；在列方向上，兩個第三垂直極化功分器的輸出端口連接第四垂直極化功分器的兩輸入端口；第四垂直極化功分器的輸出端口構成該垂直極化單元的總輸出端口；

水平極化單元包括由H-T功分器構成的第一水平極化功分器、由H-T功分器構成的第二水平極化功分器、由E-T功分器構成的第三水平極化功分器以及由H-T功分器構成的第四水平極化功分器；第一行與第二行之間以及第三行與第四行之間的兩兩相鄰的極化分離器的水平極化端口均設置于各者的相鄰側面處；上述位于相鄰側面處的兩個水平極化端口分別連接第一水平極化功分器的兩輸入端口；第二水平極化功分器外形呈開口方向與列方向平行的“U”字狀結構，第二水平極化功分器的兩U型端口構成其輸入端口且U型底部構成其輸入端口；在行方向上，兩兩相鄰的第一水平極化功分器的輸出端口分別連通相應第二水平極化功分器的兩輸入端口；兩兩相鄰的第二水平極化功分器的輸出端口分別連通一個第三水平極化功分器的兩輸入端口；在列方向上，兩個第三水平極化功分器的輸出端口連接第四水平極化功分器的兩輸入端口；第四水平極化功分器的輸出端口構成該水平極化單元的總輸出端口；

第二行上的相鄰兩個第一垂直極化功分器之間以及第三行上的相鄰兩個第一垂直極化功分器之間均存有供第四水平極化功分器的兩輸入端口所在波導臂穿過的間隙；所述第四水平極化功分器的輸出端口位于第三行極化分離器與第四行極化分離器之間的預留區域處。

所述極化分離器包括方波導、分支波導以及方矩變換段，其中：

方波導的首端面形成上述公共端口，方波導的一側設置波導階梯且該波導階梯的階梯面高度由方波導首端向末端處依次降低；波導階梯的階梯面處耦合所述分支波導，所述分支波導的輸出端口構成上述水平極化端口；在方波導的末端面設置有方矩變換段，所述方矩變換段由兩個以上且沿方波導長度方向橫截面面積逐個減小的矩形波導首尾銜接構成，方矩變換段的末端處的輸出端口構成所述垂直極化端口；在方波導的波導階梯所在側，波導階梯和方矩變換段所形成的連續的階梯面高度的漸變取值擬合切比雪夫函數；在上述方波導的波導階梯所在側的相對側，方矩變換段所形成的階梯面高度的漸變取值同樣擬合切比雪夫函數。

波導階梯的階梯面與方矩變換段所形成的階梯面的階梯寬度均為四分之一波導波長。

本實用新型的有益效果在于：