[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

本發明涉及一種S形口徑圓極化天線單元及陣面天線，包括：金屬腔體，所述金屬腔體內部設置有容置空間，且一側設有開口；饋電細長縫，與所述金屬腔體的底部連接為一體；至少一對以上的金屬膜片，每對金屬膜片中，底部與所述容置空間底部連接為一體，所述金屬膜片的相互遠離的側面分別固定于所述容置空間相對的側面中，且所述金屬膜片相互交錯開位于不同的平面中。該天線單元采用簡單的開放金屬腔體結構，有利于金屬機械銑工藝加工，降低了加工難度；電磁耦合的饋電細長縫隙行于天線腔體側壁，有利于本天線單元通過矩形波導寬邊開縫耦合饋電，在此基礎上平行擴展構成平面陣，天線單元間距調節范圍更大，在平面陣中掃描特性適應性更強。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，尤其涉及一種S形口徑圓極化天線單元及陣面天線。

背景技術

天線是無線電系統中必不可少的設備，天線的實現形式也是多種多樣。天線按工作的極化方式來分，主要有線極化和圓極化兩種，其中線極化有水平極化、垂直極化和斜極化等，而圓極化主要有左旋圓極化和右旋圓極化兩種。圓極化天線具有抗多徑、極化易于匹配等優點，在衛星通信、氣象雷達、電子偵察和對抗中應用較多。在衛星通信和數據傳輸的圓極化天線中，采用波導縫隙天線優勢明顯，尤其是工作在X及其以上波段的情況。

美國專利US5579019縫隙波導漏波天線陣(猶瑪修.瑪薩赫洛和奧吉瑪.塔卡仕等，Masahiro Uematsu,Takashi Ojima,etc,slotted leaky waveguide array antenna)和US7436371B1低損耗低輪廓雙極化波導月牙縫隙天線陣(李.瑪.保爾遜，科德.瑞皮斯等，Lee M.Paulsen,Cedar Rapids,etc,waveguide crescent slot array for low-loss,low-profile dual-polarization antenna)中，天線陣中的天線(單元)是雙線極化。兩個正交線極化天線輻射幅度相等，并通過兩個天線沿波導軸向的間距造成90度相位差來實現圓極化。此類天線加工難，輻射效率不高，且僅適合于行波天線陣中，無法構成高效、帶內波束指向穩定的駐波天線陣；組成行波天線陣時，存在寬帶工作波束指向色散且效率降低的問題。這種天線陣不適合于寬瞬時帶寬系統中應用。另外，這種天線也難以進行幅度加權，構成低副瓣天線陣。

張洪濤、汪偉提出了一種圓極化波導駐波天線陣(中國專利，CN 200910185457.3)中的天線是一種四脊開口波導，天線由饋電波導通過縫隙耦合的方式激勵，這種天線由于耦合縫位于開口波導的對角線上，因此布陣時單元間距較大，不利于掃描陣中使用，另外，對角排列單元無法多單元共用金屬壁設計，因此不利用天線陣減重。汪偉、張洪濤等人提出的一種圓極化天線(中國專利，CN 201310454644.3)結構簡單，但是這種圓極化天線是建立在脊波導基礎上，當工作頻率達到毫米波及其以上時，由于金屬波導壁厚度占用空間，脊波導凹槽和突出窄邊開雙極化縫在工程上已經很難實現，限制了其應用范圍。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種S形口徑圓極化天線單元及陣面天線，以克服現有的天線單元結構復雜難以加工、輻射效率低的問題。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：

一種S形口徑圓極化天線單元，工作于ka波段，包括：

金屬腔體，所述金屬腔體內部設置有容置空間，且一側設有開口，；

饋電細長縫，開設于所述金屬腔體的底部，且所述饋電細長縫的長邊與所屬金屬腔體的側壁平行；

至少一對以上的金屬膜片，每對金屬膜片中，底部與所述容置空間底部連接為一體，所述金屬膜片的相互遠離的側面分別固定于所述容置空間相對的側面中，且所述金屬膜片沿著同一條對角線布置并位于所述饋電細長縫的兩側，以構成橫截面呈S形開口天線。