[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于Ku頻段衛(wèi)星通信的對饋行波式C字型波導(dǎo)天線陣

有效

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• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108336507B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鵬;王一杰;張慧;余旭濤
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H01Q21/30
• 分類號: H01Q21/30;H01P5/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 饒欣

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于Ku頻段衛(wèi)星通信的對饋行波式C字型波導(dǎo)天線陣，包括金屬C字型波導(dǎo)功分器，金屬C字型波導(dǎo)功分器的兩個端口之間設(shè)有金屬C字型波導(dǎo)天線輻射單元，金屬C字型波導(dǎo)功分器的內(nèi)壁上設(shè)有饋電金屬膜片和金屬圓盤，此外還包括同軸轉(zhuǎn)接頭，同軸轉(zhuǎn)接頭通過金屬探針插入金屬C字型波導(dǎo)功分器中。本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，便于加工成型，實現(xiàn)了寬帶的阻抗匹配，也即同時兼顧了小型化和寬帶化。此外，本發(fā)明的VSWR2的相對帶寬可達(dá)到8.2％，且主瓣增益較大，旁瓣較小，提高了輻射效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于Ku頻段衛(wèi)星通信的對饋行波式C字型波導(dǎo)天線陣。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，衛(wèi)星通信在生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，天線作為系統(tǒng)的重要組成部分，人們提出了越來越高的寬帶化和高增益的要求。寬帶天線不僅能滿足衛(wèi)星與地面大量的信息高速度傳遞的需求，并且可以使一副天線工作于多個通信系統(tǒng)頻段，從而減少載體上天線的數(shù)目，實現(xiàn)通信設(shè)備的小型化。隨著微波技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，波導(dǎo)天線得到了人們的普遍關(guān)注。與此同時，波導(dǎo)天線的快速發(fā)展，在實現(xiàn)天線的小型化與寬帶化上取得了很好的效果，但是目前的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來設(shè)計天線，依舊有很多不足之處，需要進(jìn)一步的分析與優(yōu)化。

近年來，國外的一些學(xué)者基于波導(dǎo)縫隙天線陣研究的過程中取得了明顯的進(jìn)展，比如Robert S.Elliott在IEEE Transactions on Antennas and Propagation(Vol.Ap-31,No.1,January.1983)上發(fā)表了題為“An Improved Design Procedure for SmallArrays of Shunt Slots”的論文中研究了波導(dǎo)縫隙天線陣。

國內(nèi)也涌現(xiàn)出一大批波導(dǎo)縫隙天線陣的研究者。金劍發(fā)表的“寬帶單脊波導(dǎo)縫隙天線陣設(shè)計”中設(shè)計駐波諧振式波導(dǎo)縫隙天線陣，設(shè)計中為了提高工作帶寬，使得天線陣體積較大。可以看出目前基于波導(dǎo)縫隙天線陣的研究還不太成熟，小型化和寬帶化不可兼得，還有許多問題需要解決。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠同時實現(xiàn)小型化和寬帶化的應(yīng)用于Ku頻段衛(wèi)星通信的對饋行波式C字型波導(dǎo)天線陣。

技術(shù)方案：為達(dá)到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的應(yīng)用于Ku頻段衛(wèi)星通信的對饋行波式C字型波導(dǎo)天線陣，包括金屬C字型波導(dǎo)功分器，金屬C字型波導(dǎo)功分器的兩個端口之間設(shè)有金屬C字型波導(dǎo)天線輻射單元，金屬C字型波導(dǎo)功分器的內(nèi)壁上設(shè)有饋電金屬膜片和金屬圓盤，此外還包括同軸轉(zhuǎn)接頭，同軸轉(zhuǎn)接頭通過金屬探針插入金屬C字型波導(dǎo)功分器中。

進(jìn)一步，所述金屬C字型波導(dǎo)天線輻射單元的縫隙長度為波導(dǎo)波長的五分之三。這樣可以使得波瓣更好。

進(jìn)一步，所述金屬C字型波導(dǎo)功分器通過彎曲波導(dǎo)平滑接入金屬C字型波導(dǎo)天線輻射單元。這樣降低了駐波比。

進(jìn)一步，所述金屬C字型波導(dǎo)功分器被同軸轉(zhuǎn)接頭分為兩段，一段比另一段長二分之一波導(dǎo)波長。這樣會形成相位差利于行波對饋。

進(jìn)一步，所述饋電金屬膜片的長度和寬度均為五分之一波導(dǎo)波長。這樣展寬了帶寬，降低了駐波比。

進(jìn)一步，所述金屬圓盤的直徑為五分之一波導(dǎo)波長。這樣展寬了帶寬，降低了駐波比。

進(jìn)一步，所述饋電金屬膜片包括兩個矩形金屬塊，相對于同軸轉(zhuǎn)接頭對稱設(shè)置。這樣有利于等比例功率分配。

有益效果：本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于Ku頻段衛(wèi)星通信的對饋行波式C字型波導(dǎo)天線陣，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果：

1)天線結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，便于加工成型，實現(xiàn)了寬帶的阻抗匹配，也即同時兼顧了小型化和寬帶化；