[發明專利]非互易性相控陣天線單元、天線及控制方法

在審

• 申請號: 202010958875.8
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112350064A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 臧家偉
• 申請（專利權）人: 中國信息通信研究院
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q23/00;H01Q21/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 薛平;周曉飛

本發明提供了一種非互易性相控陣天線單元、天線及控制方法，該非互易性相控陣天線單元包括：分別印刷在介質基板兩側的頂層和底層，其中，頂層包括饋電網絡和與饋電網絡連為一體的諧振貼片，所述饋電網絡包括分別設于饋電網絡不同位置的第一饋電點、第二饋電點、第三饋電點和第四饋電點，所述饋電網絡用于饋入射頻信號；底層包括4個調制信號電路，每個調制信號電路包括共面波導，所述共面波導用于饋入低頻調制信號；饋電網絡的每個饋電點分別與一個調制信號電路連通，每個調制信號電路的共面波導饋入的低頻調制信號用于加載至對應的饋電點。本發明可以在無磁性材料偏置的情況下實現極化和方向圖的非互易性。

技術領域

本發明涉及相控陣天線領域，尤其涉及一種非互易性相控陣天線單元、天線及控制方法。

背景技術

相控陣天線通過控制供給至各天線單元的射頻信號的相位，可以實現波束掃描。受限于時間反演對稱性，傳統的相控陣天線的發射方向圖和接收方向圖相同，并且發射狀態時的極化與接收狀態時的極化相同。

人們往往依賴于鐵氧體等磁性材料和外加永磁鐵的方式來實現電磁波的非互易性傳輸，設計實現諸如隔離器和環形器等非互易性器件。然而磁性材料與集成電路無法兼容，從而難以實現器件的集成化，同時外加永磁鐵使這些器件存在體積大和損耗高等缺點。

因此，目前缺乏一種能夠與集成電路兼容的非互易性相控陣天線，以實現極化和方向圖的非互易性。

發明內容

本發明實施例提出一種非互易性相控陣天線單元，用以在無磁性材料偏置的情況下實現極化和方向圖的非互易性，該非互易性相控陣天線單元包括：

分別印刷在介質基板兩側的頂層和底層，其中，

頂層包括饋電網絡和與饋電網絡連為一體的諧振貼片，所述饋電網絡包括分別設于饋電網絡不同位置的第一饋電點、第二饋電點、第三饋電點和第四饋電點，所述饋電網絡用于饋入射頻信號；

底層包括4個調制信號電路，每個調制信號電路包括共面波導，所述共面波導用于饋入低頻調制信號；

饋電網絡的每個饋電點分別與一個調制信號電路連通，每個調制信號電路的共面波導饋入的低頻調制信號用于加載至對應的饋電點。

本發明實施例提出一種非互易性相控陣天線，用以在無磁性材料偏置的情況下實現極化和方向圖的非互易性，該非互易性相控陣天線包括：多個上述的非互易性相控陣天線單元。

本發明實施例提出一種非互易性相控陣天線的控制方法，用以在無磁性材料偏置的情況下實現極化和方向圖的非互易性，該控制方法用于上述非互易性相控陣天線，包括：

對所述天線中的每個天線單元，在第一饋電點處加載頻率為f_m和相位為α₁的低頻調制信號，在第二饋電點處加載頻率為f_m和相位為α₂的低頻調制信號，在第三饋電點處加載頻率為f_m和相位為α₁+180°的低頻調制信號，在第四饋電點處加載頻率為f_m和相位為α₂+180°的低頻調制信號，在饋電網路饋入頻率為f₀的射頻信號；控制第一相位和第二相位，實現極化的非互易性；