[發明專利]一種S形口徑圓極化天線單元及陣面天線

有效

• 申請號: 202110480720.2
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113193345B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 汪偉;羅彥彬;鄭治;方小川;王曉婷;張洪濤;鄭雨陽;陳明;王爍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q15/24;H01Q21/00;H01Q21/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 花錦濤

1.一種S形口徑圓極化天線單元，其特征在于，工作于ka波段，還包括：

金屬腔體(1)，所述金屬腔體(1)內部設置有容置空間，且一側設有開口；

饋電細長縫(2)，開設于所述金屬腔體(1)的底部金屬面幾何中心，所述饋電細長縫(2)長邊與所述金屬腔體(1)的側壁平行，所述金屬腔體(1)為矩形口徑腔體；

至少一對以上的金屬膜片(3)，每對金屬膜片(3)中，底部與所述容置空間底部連接為一體，其中一個所述金屬膜片(3)與所述金屬腔體(1)的寬邊側面內壁連接，另一個所述金屬膜片(3)與相對應的另一個寬邊側面內壁連接，且所述金屬膜片(3)沿著同一條對角線布置并位于所述饋電細長縫(2)的兩側，以構成橫截面呈S形開口天線；

所述饋電細長縫(2)為矩形波導(4)，所述矩形波導(4)設置于金屬腔體(1)的底部，且所述矩形波導(4)寬邊縱向縫隙饋電激勵該天線單元，其所述矩形波導(4)內部中空，其寬邊的兩端呈開口設置；

所述金屬腔體(1)寬度與矩形波導(4)寬度相同，電磁波由矩形波導(4)的一個端口饋入，通過該縱向縫隙耦合至開口金屬腔體(1)內，通過電磁場偏轉金屬膜片(3)實現正交極化電磁場分離和90度相位；

所述矩形波導(4)寬邊上連續放置M個所述的S形口徑圓極化天線單元形成線陣，N個所述線陣平行排列構成一個二維平面陣，所述二維平面陣中，相鄰圓極化天線單元中金屬腔體(1)之間共用金屬壁，總體形成柵格框架結構；

其中M、N為正整數；

當M為12，N為8時候，構成8×12平面陣天線，此時該平面陣天線在28.81～31.3GHz頻率范圍圓極化軸比小于3dB，12單元線陣-10dB阻抗帶寬為29.36～30.56GHz，天線陣厚度為7mm。

2.根據權利要求1所述的S形口徑圓極化天線單元，其特征在于，所述饋電細長縫(2)的長邊與所述金屬腔體(1)長邊平行。

3.根據權利要求1所述的S形口徑圓極化天線單元，其特征在于，所述金屬腔體(1)的長度和寬度在0.5λh～λh之間，其中，λh是工作頻段中最高頻率在自由空間中的波長。

4.根據權利要求1所述的S形口徑圓極化天線單元，其特征在于，所述饋電細長縫(2)長為0.5λ0，所述饋電細長縫(2)寬度最小值大于0.5mm，最大值小于b-2Wd，其中，b為波束掃描范圍限定的單元間距確定金屬腔體(1)的寬度，Wd為金屬膜片(3)的寬度。

5.根據權利要求1所述的S形口徑圓極化天線單元，其特征在于，所述金屬膜片(3)長在0～a之間，寬Wd在0.3mm～0.5b之間，金屬膜片(3)與開口金屬腔體(1)寬邊距離D在0～0.5(b-Ws-Wd)之間；

其中，a為金屬腔體(1)長，b為金屬腔體(1)寬。