[發明專利]一種高增益共口徑雙極化天線陣列

在審

• 申請號: 202310072713.8
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116404432A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 周世鋼;朱廉瑋;楊宇航;黃武怡
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q15/00
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種高增益共口徑雙極化天線陣列，屬于天線技術領域。首先采用高增益天線單元，使天線排布稀疏化的同時有較高的口徑效率；然后通過1：4比例錯開放置低頻和高頻天線位置；最后將低頻天線介質基板旋轉45°，錯開高頻天線的輻射方向，減小高頻能量的介質損耗。本發明天線陣列具有便于安裝，結構穩固，接地良好，擁有較寬帶寬的優點。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，涉及一種適用于運動中雙頻帶高增益雙極化陣子天線陣列。

背景技術

在多天線系統的設計中，保證接收和發射通道之間的隔離性能是一個關鍵問題。為此，傳統的通信系統通常使用額外的雙工器來分離工作在不同頻段的信號，但這將顯著增加系統尺寸和成本。考慮到小型化的需求及頻段間固有的隔離性，共口徑天線不失為一個有效的解決方案。共口徑天線在有限的空間內放置多個天線，通過合理的空間布局減少不同頻率的天線之間的互耦，并共享同一口徑輻射信號，極大程度地減少了系統體積。共口徑天線中不同天線的饋電網絡和輻射元件可分別設計以支持不同頻段，因此它們能夠獨立工作。另外共口徑天線的接收和發射天線在兩個頻段上獨立工作時極化彼此正交，能夠顯著提高系統接收與發射信號的隔離度，從而滿足系統小型化和高性能的要求。因此，雙極化多波段共口徑天線的研究具有重要的現實意義。

現在共口徑天線大部分采用合理布局設計使不同頻段天線之間具有低耦合度，最終達到共口徑的目的，這種天線通常沒有較高的口徑效率。而部分共口徑天線采用縫隙天線與貼片天線相結合的方式，這兩類天線帶寬相對較窄，輻射效率低。對稱陣子天線擁有較寬的帶寬，同時可以通過改變高度實現相同口徑下更大的增益，因此選用對稱陣子天線。

而對稱陣子天線通常采用全金屬或者全介質板的結構。全金屬結構采用一體加工的方式，對于特殊形狀的天線陣子會有加工困難的問題，同時對高頻天線的加工精度也有一定的困難。全介質板的結構有加工組裝方便的優點，但是介質損耗大無法實現高增益。

現有陣子天線在線纜外皮接地板、天線地接線纜外皮，均需焊接保證接地。焊接時存在虛焊導致接地不良的問題。當天線高度低時，焊接天線地與線纜外皮以及線纜外皮接地板會存在電烙鐵頭難以伸到地板與天線之間進行焊接的問題。天線高度足夠電烙鐵伸進去時，還會存在陣列當中電烙鐵頭難以深入的問題。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提供一種安裝焊接便捷、高增益、共口徑雙極化陣子天線陣列。

技術方案

一種高增益共口徑雙極化天線陣列，其特征在于包括低頻天線介質基板、高頻天線介質基板、金屬地板、低頻天線的同軸連接件、高頻天線的同軸連接件、天線饋電網絡；低頻天線介質基板和高頻天線介質基板均固定在金屬地板上，低頻天線介質基板位于高頻天線介質基板上層，低頻天線介質基板和高頻天線介質基板通過1：4比例錯開放置，且低頻天線介質基板相對于高頻天線介質基板旋轉45°；高頻天線介質基板通過高頻天線的同軸連接件與天線饋電網絡連接，低頻天線介質基板通過低頻天線的同軸連接件與天線饋電網絡連接。

所述的低頻天線介質基板的正面為饋電結構，反面為FSS頻率選擇表面。

所述的FSS頻率選擇表面為“回”形結構的。

所述的高頻天線介質基板的正面為饋電結構，反面為輻射結構。

所述的輻射結構為方形金屬片上挖出扇形孔實現天線小型化以及寬帶化。

所述的低頻天線介質基板四個角通過固定低頻介質基板用的介質柱固定在金屬地板上。

所述的高頻天線介質基板通過固定高頻介質基板用的介質柱子固定在金屬地板上。

在低頻天線介質基板的正面設有U型槽，用于焊接低頻天線的同軸連接件的外皮凸起。