本發(fā)明涉及平板天線，具體涉及一種微波陣列平板天線。

背景技術(shù)：

1、便攜地面衛(wèi)星通信終端屬于小型地面衛(wèi)星站，為如礦區(qū)、牧場和山區(qū)等地面基站覆蓋不到的區(qū)域提供無線通信服務(wù)，同時也是自然災(zāi)害條件的通信備份，是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人們生命財產(chǎn)重要保障。隨著人們在各種地理環(huán)境下開展各種活動的日益增多，對隨時隨地的通信需求日益旺盛，對衛(wèi)星終端的便攜和小巧要求變的更加凸出，傳統(tǒng)的拋物面口徑天線無法滿足需求。而近幾年行業(yè)側(cè)重于開發(fā)平板衛(wèi)星天線，其低剖面特征較拋物面天線大大減小了體積和重量，但體積(便攜性)決定了天線增益，且其內(nèi)部電路復(fù)雜且微波損耗較高，平板天線的增益(效率)通常大幅度小于拋物面天線，便攜衛(wèi)星終端的無線接入能力是明顯偏弱的，在很多場景如陰雨天氣和小區(qū)邊緣等條件下通信速率大幅度下降甚至通信中斷，無法滿足經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和提供可靠的通信服務(wù)。

2、因此，如何提高平板天線的增益是現(xiàn)在的一個研究方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)發(fā)明目的

2、本發(fā)明的目的是提供一種能提高平板天線的增益、提高平板天線的收發(fā)隔離度和集成度高的微波陣列平板天線。

3、(二)技術(shù)方案

4、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種微波陣列平板天線，包括：第一金屬層、接收天線層、第二金屬層、發(fā)射天線層和第三金屬層；所述第一金屬層、接收天線層、第二金屬層、發(fā)射天線層和第三金屬層從上往下依次層疊設(shè)置；

5、所述第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層構(gòu)成所述天線的電壁；

6、所述第三金屬層上設(shè)置有發(fā)射波導(dǎo)口和接收波導(dǎo)口；

7、所述第一金屬層、接收天線層和第二金屬層構(gòu)成接收饋電網(wǎng)絡(luò)，所述接收饋電網(wǎng)絡(luò)用于接收第一信號，將接收的第一信號傳輸給所述接收波導(dǎo)口；

8、所述第二金屬層和第三金屬層的相對面均設(shè)置有相適配的波導(dǎo)槽；

9、所述發(fā)射天線層設(shè)置于所述波導(dǎo)槽內(nèi)，第二金屬層、發(fā)射天線層和第三金屬層構(gòu)成發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)；

10、所述發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)與所述發(fā)射波導(dǎo)口連通，所述發(fā)射波導(dǎo)口將待發(fā)射的信號傳輸給所述發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。

11、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，所述接收饋電網(wǎng)絡(luò)包括若干個第一陣元和低噪聲放大器，由若干個第一陣元接收下來的信號，預(yù)先進(jìn)行合成或者不合成后，進(jìn)行低噪聲放大后再逐級合成到公共接收支路，并經(jīng)微帶波導(dǎo)過渡傳輸給所述接收波導(dǎo)口；

12、所述發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為差分式波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)，所述發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)包括若干級e面t型波導(dǎo)功率分配結(jié)構(gòu)和e面微帶波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)；所述e面微帶波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)包括若干個第二陣元，將待發(fā)射的信號從發(fā)射波導(dǎo)口輸入，并經(jīng)過e面t型波導(dǎo)功率分配結(jié)構(gòu)和e面微帶波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)逐級功分至第二陣元。

13、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，所述發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)波導(dǎo)為e面t型矩形波導(dǎo)，所述發(fā)射天線層設(shè)置于所述發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)波導(dǎo)的長邊處。

14、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，所述e面微帶波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)設(shè)置為e面雙探針微帶波導(dǎo)過渡陣列。

15、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，將待發(fā)射的信號逐級功率分配至第二陣元時，每級均存在180度相位差。

16、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，所述e面雙探針微帶波導(dǎo)過渡陣列設(shè)置于所述發(fā)射天線層，所述e面雙探針微帶波導(dǎo)過渡陣列的第二陣元的探針插入發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)波導(dǎo)的e面。

17、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，所述e面t型波導(dǎo)功率分配結(jié)構(gòu)的末端的四個端部均連接有所述e面雙探針微帶波導(dǎo)過渡陣列的第二陣元，所述第二陣元包括正相探針支路和反相探針支路，所述正相探針支路和反相探針支路的相位相反。

18、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，所述第二陣元還包括正相移相器和反相移相器，所述正相移相器和反相移相器的相位相反；

19、所述正相移相器與所述正相探針支路連接，所述反相移相器與所述反相探針支路連接。

20、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，所述接收天線層包括：第一陣元、微帶電路和低噪聲放大器；

21、所述接第一陣元和低噪聲放大器集成在所述微帶電路中；

22、所述接收的信號依次經(jīng)過所述第一陣元和低噪聲放大器后，逐級多次合成后傳輸給所述接收波導(dǎo)口。

23、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，所述低噪聲放大器設(shè)置為共模輸入低噪聲放大器。

24、(三)有益效果

25、本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下有益的技術(shù)效果：

26、本發(fā)明的平板天線的接收天線層和發(fā)射天線層在不同的層面，且發(fā)射和接收天線的陣元正交布置，使接收和發(fā)射工作在兩個不同的頻段上，同時工作而無干擾。接收信號由接收低噪聲接收饋電網(wǎng)絡(luò)合成到接收波導(dǎo)口，接收網(wǎng)絡(luò)損耗極大降低，因而顯著的降低了天線的接收噪聲和實(shí)現(xiàn)了高增益接收；發(fā)射信號由發(fā)射波導(dǎo)口經(jīng)過發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)波導(dǎo)饋電到每一個陣元，因發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的波導(dǎo)為金屬波導(dǎo)，金屬波導(dǎo)的低損耗特性極大降低了大規(guī)模饋電網(wǎng)絡(luò)的損耗，因而顯著提高了發(fā)增益，同時由于波導(dǎo)的高通特性，提高了天線的收發(fā)隔離度。

技術(shù)特征：

1.一種微波陣列平板天線，其特征在于，包括：第一金屬層(1)、接收天線層(4)、第二金屬層(2)、發(fā)射天線層(5)和第三金屬層(3)；所述第一金屬層(1)、接收天線層(4)、第二金屬層(2)、發(fā)射天線層(5)和第三金屬層(3)從上往下依次層疊設(shè)置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板天線，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板天線，其特征在于，所述發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)波導(dǎo)為e面t型矩形波導(dǎo)，所述發(fā)射天線層(5)設(shè)置于所述發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)波導(dǎo)的長邊處。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板天線，其特征在于，所述e面微帶波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)設(shè)置為e面雙探針微帶波導(dǎo)過渡陣列。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板天線，其特征在于，將待發(fā)射的信號逐級功率分配至第二陣元時，每級均存在180度相位差。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平板天線，其特征在于，所述e面雙探針微帶波導(dǎo)過渡陣列設(shè)置于所述發(fā)射天線層(5)，所述e面雙探針微帶波導(dǎo)過渡陣列的第二陣元的探針插入發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)波導(dǎo)的e面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平板天線，其特征在于，所述e面t型波導(dǎo)功率分配結(jié)構(gòu)的末端(8)的四個端部均連接有所述e面雙探針微帶波導(dǎo)過渡陣列的第二陣元，所述第二陣元包括正相探針支路(9)和反相探針支路(10)，所述正相探針支路(9)和反相探針支路(10)的相位相反。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平板天線，其特征在于，所述第二陣元還包括正相移相器(11)和反相移相器(12)，所述正相移相器(11)和反相移相器(12)的相位相反；

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板天線，其特征在于，所述接收天線層(4)包括：第一陣元、微帶電路和低噪聲放大器(13)；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的平板天線，其特征在于，所述低噪聲放大器設(shè)置為共模輸入低噪聲放大器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及平板天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微波陣列平板天線，包括：第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層構(gòu)成所述天線的電壁；第三金屬層上設(shè)置有發(fā)射波導(dǎo)口和接收波導(dǎo)口；第二金屬層和第三金屬層的相對面均設(shè)置有相適配的波導(dǎo)槽；發(fā)射天線層設(shè)置于波導(dǎo)槽內(nèi)，第二金屬層、發(fā)射天線層和第三金屬層構(gòu)成發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)；發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)與所述發(fā)射波導(dǎo)口連通。本發(fā)明的平板天線的接收天線層和發(fā)射天線層在不同的層面，使接收和發(fā)射工作在兩個不同的頻段上，同時工作而無干擾。因發(fā)射饋電波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的波導(dǎo)為金屬波導(dǎo)，金屬波導(dǎo)的低損耗特性極大降低了大規(guī)模饋電網(wǎng)絡(luò)的損耗，因而顯著提高了發(fā)增益，同時由于波導(dǎo)的高通特性，提高了天線的收發(fā)隔離度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉建,劉宇,邵山,魏銀輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京星途智聯(lián)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6