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一種雙頻雙圓極化共口徑微帶天線的制作方法

文檔序號:40589982發(fā)布日期:2025-01-07 20:30閱讀:5來源:國知局
一種雙頻雙圓極化共口徑微帶天線的制作方法

本發(fā)明屬于雷達天線,具體涉及一種雙頻雙圓極化共口徑微帶天線。


背景技術:

1、近年來,衛(wèi)星通信技術得到了高速發(fā)展,作為衛(wèi)星通信系統(tǒng)的核心部件之一,天線承擔著發(fā)射和接收電磁信號的任務。與線極化天線相比,圓極化天線可以接收任意線極化信號,圓極化信號也可由任意線極化天線接收。圓極化天線具有接收穩(wěn)定,可以抵消電離層極化旋轉效應、抗云、雨衰落強、以及抗多徑干擾能力強等優(yōu)點,在工程技術上有廣闊的應用前景。

2、隨著頻譜資源爭奪日益激烈,為了增加通信系統(tǒng)容量,提高了頻譜使用效率,通常要求衛(wèi)星天線能夠以多頻多極化的方式工作,國內(nèi)外學者將目光更多地看向了雙頻雙圓極化天線。目前,雙頻雙圓極化天線在衛(wèi)星通信、高通量數(shù)據(jù)傳輸、軍事通信等領域得到了大規(guī)模使用。圓極化微帶天線的實現(xiàn)方式主要包括:基于微擾元實現(xiàn)正交極化簡并模分離的單饋點圓極化微帶天線、多點正交饋電結合圓極化饋電網(wǎng)絡的多饋電點圓極化微帶天線,以及圓極化饋電網(wǎng)絡和多線極化微帶天線的多元法等。單饋點的圓極化天線的3db軸比帶寬很窄,其應用受到限制;目前,雙頻雙圓極化共口徑天線多采用多饋點的天線形式,需要增加復雜的饋電網(wǎng)絡,不僅增加了系統(tǒng)的損耗,同時不利于降低成本。


技術實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有圓極化共口徑天線的不足,本發(fā)明提出了一種雙頻雙圓極化共口徑微帶天線。共口徑天線將兩款分別工作于s、c頻段的圓極化微帶天線采用1:4比例嵌套設計,將貼片微擾技術和正交縫隙耦合饋電技術融合設計,改善天線的圓極化特性,拓寬了天線3db軸比帶寬,解決了單饋點的圓極化天線的軸比帶寬窄的難題;s頻段天線貼片采用四葉回旋鏢形狀設計,降低s頻段天線對c頻段天線的遮擋效應,改善s/c頻段天線之間的隔離度特性,解決了嵌套天線之間信號干擾難題;同時,將c頻段的縫隙進行旋轉,雙頻段天線的饋電帶線置于同一層,實現(xiàn)雙頻嵌套天線低成本設計。

2、本發(fā)明的雙頻雙圓極化共口徑微帶天線,包括s頻段左旋圓極化天線和c頻段右旋圓極化天線,二者均采用單饋點的縫隙耦合激勵方式的微帶天線構型;所述s頻段左旋圓極化天線和c頻段右旋圓極化天線的正交縫隙均包括:一個‘一’字形縫隙和一個‘z’字形縫隙,二者正交交叉組合;饋電帶線為‘t’字帶狀線,置于正交縫隙中間,與正交縫隙呈45°夾角,s頻段左旋圓極化天線和c頻段右旋圓極化天線的饋電帶線位于同一層;均采用介質柱對微帶天線的貼片進行支撐;s頻段左旋圓極化天線和c頻段右旋圓極化天線采用1:4比例嵌套。

3、s頻段左旋圓極化天線從上到下由貼片層、介質柱、縫隙層構成,介質柱支撐在貼片層和縫隙層之間;貼片層包括s頻段微帶天線金屬貼片和金屬貼片支撐板,金屬貼片為四葉回旋鏢的形狀,由半徑為r0的圓切掉4個半徑為r1的圓構成,r0>2r1;金屬貼片支撐板同樣為四葉回旋鏢的形狀,由半徑為r0+2mm的圓切掉4個半徑為r1的圓構成,金屬貼片支撐板上開有4個固定孔,介質柱通過固定孔對金屬貼片支撐板進行支撐固定;縫隙層上的正交縫隙由‘一’字形縫隙與‘z’字形縫隙正交交叉放置構成,饋電帶線為‘t’字形狀,置于‘一’字形縫隙與‘z’字形縫隙正交位置上,與正交縫隙呈45°夾角。

4、c頻段右旋圓極化天線從上到下由金屬貼片、介質柱、縫隙層構成,介質柱支撐在金屬貼片和縫隙層之間;c頻段右旋圓極化天線置于s頻段左旋圓極化天線切掉的4個半徑為r1的圓形位置;金屬貼片為半徑小于r1的圓環(huán)形狀,提高了兩個圓極化天線之間的隔離度;對金屬貼片進行切角處理,切口為矩形;金屬貼片上開有4個固定孔,介質柱通過固定孔對金屬貼片進行支撐固定;縫隙層上的正交縫隙由‘一’字形縫隙與‘z’字形縫隙正交交叉放置構成,饋電帶線為類‘t’字形狀,置于‘一’字形縫隙與‘z’字形縫隙正交位置上,與正交縫隙呈45°夾角,其尾部傾斜45°,避免與介質柱產(chǎn)生干涉。

5、本發(fā)明的有益效果在于

6、1、寬軸比帶寬:本發(fā)明涉及的雙頻段雙圓極化共口徑天線,將貼片微擾技術和正交縫隙耦合饋電技術融合設計,改善天線的圓極化特性,拓寬了天線3db軸比帶寬,解決了單饋點的圓極化天線的軸比帶寬窄的技術難題。

7、2、高隔離度:本發(fā)明涉及的雙頻段雙圓極化共口徑天線,s頻段天線貼片采用四葉回旋鏢形狀設計,降低s頻段天線對c頻段天線的遮擋效應,改善s/c頻段天線之間的隔離度特性,解決了嵌套天線之間信號干擾難題。

8、3、結構簡單:本發(fā)明涉及的雙頻段雙圓極化共口徑天線,s、c微帶天線均采用單饋點的縫隙耦合的激勵方式實現(xiàn)圓極化,較同類型共口徑圓極化天線相比較,結構非常簡單且容易集成。

9、4、加工成本低:本發(fā)明涉及的雙頻段雙圓極化共口徑天線,采用單饋點的縫隙耦合的微帶天線結構形式,s、c天線的饋電網(wǎng)絡設計于同一層,且微帶天線的金屬貼片均由介質柱進行支撐,加工成本低。

10、5、剖面低:本發(fā)明涉及的雙頻段雙圓極化共口徑天線,s、c天線均為微帶天線,均采用縫隙耦合的激勵方式實現(xiàn)雙圓極化,剖面低于1/9λ(λ為s頻段天線中頻工作波長)。



技術特征:

1.一種雙頻雙圓極化共口徑微帶天線,其特征在于:包括s頻段左旋圓極化天線和c頻段右旋圓極化天線,二者均采用單饋點的縫隙耦合激勵方式的微帶天線構型;所述s頻段左旋圓極化天線和c頻段右旋圓極化天線的正交縫隙均包括:一個‘一’字形縫隙和一個‘z’字形縫隙,二者正交交叉組合;饋電帶線為‘t’字帶狀線,置于正交縫隙中間,與正交縫隙呈45°夾角,s頻段左旋圓極化天線和c頻段右旋圓極化天線的饋電帶線位于同一層;均采用介質柱對微帶天線的貼片進行支撐;s頻段左旋圓極化天線和c頻段右旋圓極化天線采用1:4比例嵌套。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種雙頻雙圓極化共口徑微帶天線,其特征在于:所述s頻段左旋圓極化天線從上到下由貼片層、介質柱、縫隙層構成,介質柱支撐在貼片層和縫隙層之間;貼片層包括s頻段微帶天線金屬貼片和金屬貼片支撐板,金屬貼片為四葉回旋鏢的形狀,由半徑為r0的圓切掉4個半徑為r1的圓構成,r0>2r1;金屬貼片支撐板同樣為四葉回旋鏢的形狀,由半徑為r0+2mm的圓切掉4個半徑為r1的圓構成,金屬貼片支撐板上開有4個固定孔,介質柱通過固定孔對金屬貼片支撐板進行支撐固定;縫隙層上的正交縫隙由‘一’字形縫隙與‘z’字形縫隙正交交叉放置構成,饋電帶線為‘t’字形狀,置于‘一’字形縫隙與‘z’字形縫隙正交位置上,與正交縫隙呈45°夾角。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種雙頻雙圓極化共口徑微帶天線,其特征在于:所述c頻段右旋圓極化天線從上到下由金屬貼片、介質柱、縫隙層構成,介質柱支撐在金屬貼片和縫隙層之間;c頻段右旋圓極化天線置于s頻段左旋圓極化天線切掉的4個半徑為r1的圓形位置;金屬貼片為半徑小于r1的圓環(huán)形狀,提高了兩個圓極化天線之間的隔離度;對金屬貼片進行切角處理,切口為矩形;金屬貼片上開有4個固定孔,介質柱通過固定孔對金屬貼片進行支撐固定;縫隙層上的正交縫隙由‘一’字形縫隙與‘z’字形縫隙正交交叉放置構成,饋電帶線為類‘t’字形狀,置于‘一’字形縫隙與‘z’字形縫隙正交位置上,與正交縫隙呈45°夾角,其尾部傾斜45°,避免與介質柱產(chǎn)生干涉。


技術總結
目前,雙頻雙圓極化共口徑天線多采用多饋點的天線形式,需要增加復雜的饋電網(wǎng)絡,不僅增加了系統(tǒng)的損耗,同時不利于降低成本。本發(fā)明提出了一種雙頻雙圓極化共口徑微帶天線,將兩款分別工作于S、C頻段的圓極化微帶天線采用1:4比例嵌套設計,S頻段天線貼片采用四葉回旋鏢形狀設計,降低S頻段天線對C頻段天線的遮擋效應,改善S/C頻段天線之間的隔離度特性,解決了嵌套天線之間信號干擾難題;同時,將C頻段的縫隙進行旋轉,雙頻段天線的饋電帶線置于同一層,實現(xiàn)雙頻嵌套天線低成本設計。

技術研發(fā)人員:陳金,李樹良,閆開,梁偉龍
受保護的技術使用者:中國電子科技集團公司第十四研究所
技術研發(fā)日:
技術公布日:2025/1/6
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