[發明專利]一種硅基小型共口徑雙頻雙極化寬帶陣列天線

有效

• 申請號: 201911047103.2
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110707427B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 丁勇;郭培培;張樂琦;蘇坪;潘超群;楊曉明;徐晟
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q21/06;H01Q21/30;H01Q5/30;H01Q5/50
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;章麗娟

1.一種硅基小型共口徑雙頻雙極化寬帶陣列天線，其特征在于，包含若干個雙頻雙極化天線單元，所述雙頻雙極化天線單元包含雙極化的高頻段天線單元和雙極化的低頻段天線單元，所述高頻段天線單元嵌套于對應的所述低頻段天線單元內實現共口徑；

所述高頻段天線單元和所述低頻段天線單元通過硅基高密度三維集成方法形成四層硅基堆疊結構，由上至下依次為第一硅基層、第二硅基層、第三硅基層和第四硅基層；

所述第一硅基層的上表面設有低頻段上層金屬層，所述第一硅基層的下表面為高頻段上層金屬層；所述第二硅基層上開設有挖槽，所述第二硅基層的中間開設所述挖槽，所述第二硅基層的四周留有一定寬度的邊緣；所述第三硅基層的上表面設有低頻段下層金屬層、高頻段下層金屬層以及低頻段饋線；所述第四硅基層的上表面設置蝕刻有正交耦合縫隙的金屬接地板，所述第四硅基層的下表面設有高頻段饋線；所述金屬接地板上蝕刻有兩條相互垂直正交的耦合縫隙，所述耦合縫隙的長邊與對應方向的金屬層邊緣平行；

所述低頻段上層金屬層與所述低頻段下層金屬層上分別開設有適配的第一孔和第二孔，所述高頻段上層金屬層與所述高頻段下層金屬層分別置于所述第一孔和所述第二孔中，用以實現共口徑；

所述高頻段上層金屬層、所述高頻段下層金屬層、所述低頻段上層金屬層和所述低頻段下層金屬層均采用方形金屬貼片；

所述高頻段上層金屬層小于所述高頻段下層金屬層，所述低頻段上層金屬層小于所述低頻段下層金屬層；

包含n×n個相同的所述雙頻雙極化天線單元，n2，多個所述雙頻雙極化天線單元等間距擴展組陣；相鄰的雙頻雙極化天線單元的中心距離等于0.55個低頻段波長；

所述雙頻雙極化天線同時工作在高頻段和低頻段，所述高頻段天線單元和所述低頻段天線單元的工作頻率比為2；

所述高頻段天線單元為Ka頻段天線單元，所述低頻段天線單元為Ku頻段天線單元；

所述低頻段上層金屬層為Ku頻段上層金屬貼片，所述高頻段上層金屬層為Ka頻段上層金屬貼片，所述低頻段下層金屬層為Ku頻段下層金屬貼片，所述高頻段下層金屬層為Ka頻段下層金屬貼片，所述低頻段饋線為Ku頻段饋線，所述高頻段饋線為Ka頻段饋線；

所述低頻段天線單元通過相互垂直正交的所述低頻段饋線進行饋電，用以激勵兩個正交的極化，所述低頻段饋線與所述低頻段下層金屬層共面；

所述高頻段天線單元通過所述高頻段饋線激勵正交的所述耦合縫隙饋電，垂直正交的耦合縫隙用于激勵兩個正交的極化。

2.如權利要求1所述的硅基小型共口徑雙頻雙極化寬帶陣列天線，其特征在于，

每層硅基層是由高阻硅作為單層介質基板；

四層硅基層通過微凸點鍵合實現三維堆疊，所述四層硅基層的邊緣重合。

3.如權利要求1所述的硅基小型共口徑雙頻雙極化寬帶陣列天線，其特征在于，

所述高頻段上層金屬層、所述高頻段下層金屬層、所述低頻段上層金屬層和所述低頻段下層金屬層的中心位于同一垂直軸線上，且各金屬層邊緣平行放置；

所述高頻段上層金屬層和/或所述高頻段下層金屬層的邊長為對應高頻段的半個波長，所述低頻段上層金屬層和/或所述低頻段下層金屬層的邊長為對應低頻段的半個波長。