[發(fā)明專利]一種Ku頻段平衡饋電雙頻雙極化介質喇叭天線

有效

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• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108736163B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 陳鵬;杜恒;張慧;余旭濤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q13/02
• 分類號: H01Q13/02;H01Q1/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 饒欣

本發(fā)明公開了一種Ku頻段平衡饋電雙頻雙極化介質喇叭天線，包括階梯漸變的介質喇叭天線、上層平衡饋電網(wǎng)絡和下層平衡饋電網(wǎng)絡；階梯漸變的介質喇叭天線通過多層階梯狀介質疊加而成，且每層介質中通過互不相連的金屬化長槽圍成喇叭的剖面結構；上層平衡饋電網(wǎng)絡實現(xiàn)水平極化波，下層平衡饋電網(wǎng)絡實現(xiàn)垂直極化波。本發(fā)明消除了傳統(tǒng)波導喇叭天線組陣時帶來的柵瓣問題；本發(fā)明天線尺寸大大減小，而且結構非常簡單，加工和調試安裝都很方便；本發(fā)明天線具有寬頻帶、高隔離度、低交叉極化和高效率的特點；本發(fā)明天線具有饋電網(wǎng)絡簡單、損耗低以及便于集成的特點。

技術領域

本發(fā)明涉及天線技術領域，特別是涉及一種Ku頻段平衡饋電雙頻雙極化介質喇叭天線。

背景技術

近年來，隨著衛(wèi)星通信業(yè)務的急劇增長以及衛(wèi)星通信技術的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的微波低頻段已經(jīng)變得十分擁擠，所以在衛(wèi)星通信中開始使用Ku波段甚至Ka波段，以此來滿足日益增長的通信需求。如今，使用最為廣泛的Ku波段天線主要是拋物面天線，拋物面天線具有重量大、體積大、成本高、安裝調試困難等特點。在某些應用場合由于空間的局限，這種拋物面天線體積過大而不能滿足某些技術要求，因此天線的小型化十分重要。在某些特殊的應用場合，比如戰(zhàn)場上使用的單兵衛(wèi)星通訊天線，要求天線具有重量輕、隱蔽性好、機動性強等特點，而這種傳統(tǒng)的拋物面天線尺寸大、重量層、機動性和隱蔽性都較差，已經(jīng)不再適合現(xiàn)代衛(wèi)星通信的要求。

現(xiàn)在的衛(wèi)星通信系統(tǒng)對天線提出了更高的要求，不僅需要小尺寸、輕重量、隱蔽性好、機動性強等特點，同時為了滿足大容量通信的需求，更是要求天線具有多頻段、雙極化、寬帶化以及低旁瓣等特性。傳統(tǒng)的波導喇叭天線以其結構簡單、頻帶寬、功率容量大、調整和使用方便等優(yōu)點在衛(wèi)星通信領域廣泛使用。然而傳統(tǒng)的衛(wèi)星天線往往只工作在某個單一的頻段，不能實現(xiàn)收發(fā)共用。為了實現(xiàn)收發(fā)共用一副天線，以處理同步接收和發(fā)射的兩個不同頻率的信號，這就需要天線能夠實現(xiàn)雙頻工作，而喇叭天線很容易實現(xiàn)雙頻工作，能夠很好地解決此問題。與此同時，為了適應衛(wèi)星通信系統(tǒng)的不斷升級和滿足大容量的通信需求，減少天線數(shù)量、降低成本，實現(xiàn)極化分集和頻分復用等特性，要求天線能夠實現(xiàn)雙極化工作。喇叭天線能夠實現(xiàn)雙極化工作，能夠有效解決此問題。

寬帶雙頻雙極化的喇叭天線集合了寬帶天線、雙頻天線和雙極化天線的優(yōu)點，不僅提高了天線的性能，更是降低了天線的成本。但是傳統(tǒng)的波導喇叭天線單元在組陣實現(xiàn)陣列時，由于喇叭口徑較大的緣故，使得單元與單元之間的間距超過一個工作波長，從而出現(xiàn)較大的柵瓣，而較大的柵瓣使得天線的性能大打折扣，也限制了其在衛(wèi)星通信領域的使用。

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消除柵瓣的Ku頻段平衡饋電雙頻雙極化介質喇叭天線。

技術方案：為達到此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

本發(fā)明所述Ku頻段平衡饋電雙頻雙極化介質喇叭天線，包括階梯漸變的介質喇叭天線、上層平衡饋電網(wǎng)絡和下層平衡饋電網(wǎng)絡；階梯漸變的介質喇叭天線通過多層階梯狀介質疊加而成，且每層介質中通過互不相連的金屬化長槽圍成喇叭的剖面結構；上層平衡饋電網(wǎng)絡實現(xiàn)水平極化波，下層平衡饋電網(wǎng)絡實現(xiàn)垂直極化波。

進一步，所述階梯漸變的介質喇叭天線頂端中心處設有十字交叉的金屬條帶或金屬墻。這樣使得喇叭天線口徑平面的相位分布更加的均勻，從而提高天線增益和效率。

進一步，所述階梯漸變的介質喇叭天線由多層介質基板粘接而成，且每層介質基板中間通過PCB工藝形成互不相連的金屬化長槽圍成喇叭的剖面結構。

進一步，所述上層平衡饋電網(wǎng)絡和下層平衡饋電網(wǎng)絡均采用基片集成同軸線實現(xiàn)。目的在于基片集成同軸線能傳輸TEM波，具有寬帶特性，同時基片集成同軸線幾乎是完全封閉的傳輸線，串擾較低，從而提高端口之間的隔離度。

有益效果：本發(fā)明公開了一種Ku頻段平衡饋電雙頻雙極化介質喇叭天線，與現(xiàn)有技術相比，具有如下的有益效果：