本發(fā)明涉及衛(wèi)星天線，具體涉及一種雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)前衛(wèi)星通信技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，用戶對于通信系統(tǒng)的性能要求日益提高。高速的數(shù)據(jù)傳輸速率、廣泛的覆蓋范圍以及低誤碼率已經(jīng)成為衛(wèi)星通信技術(shù)追求的主要目標(biāo)。為了滿足這些需求，衛(wèi)星通信天線作為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能指標(biāo)的優(yōu)化顯得尤為重要。傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信天線，如卡塞格倫天線等聚焦形式，雖然在一定程度上能夠滿足通信需求，但其龐大的體積和重量限制了衛(wèi)星和基站的機(jī)動性，影響了整體系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。

2、傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信天線在設(shè)計(jì)和制造過程中，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致加工成本高昂，不利于整體造價(jià)的控制。在成本效益方面，這種設(shè)計(jì)顯然不符合現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)性要求。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)雙極化功能，傳統(tǒng)的天線系統(tǒng)通常采用兩個(gè)獨(dú)立的正交極化天線分別進(jìn)行信號的接收和發(fā)射。這種設(shè)計(jì)不僅增加了天線的體積，而且使得整個(gè)系統(tǒng)更加復(fù)雜，不利于集成化和輕量化的發(fā)展趨勢。

3、為了解決上述問題，急需提出一種體積小，質(zhì)量輕，成本低的衛(wèi)星通信天線，以滿足當(dāng)代衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請公開了一種雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線，包括：

3、發(fā)射陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)，用于為發(fā)射天線單元提供信號；

4、接收陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)，用于接收來自天線單元的信號；

5、縫隙耦合背腔，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射與接收信號的有效隔離；

6、發(fā)射接收共用輻射天線單元，用于實(shí)現(xiàn)雙頻雙極化信號的輻射和接收。

7、所述雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線包括多個(gè)子陣單元，子陣數(shù)量為m×n，其中m為2m，n為2n。

8、所述雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線包括順序?qū)盈B的第一金屬輻射層，第一介質(zhì)層，第二金屬饋電/輻射層，第二介質(zhì)層，地板一，第三介質(zhì)層和地板二。

9、所述第一金屬輻射層與第二金屬饋電/輻射層之間通過第一介質(zhì)層實(shí)現(xiàn)電磁耦合，所述第二金屬饋電/輻射層與地板一之間通過第二介質(zhì)層實(shí)現(xiàn)電磁耦合，所述地板一與地板二之間通過第三介質(zhì)層實(shí)現(xiàn)電磁耦合。

10、所述第一金屬輻射層，其上包含多個(gè)矩形貼片，其中至少一部分貼片作為發(fā)射接收共用天線單元耦合貼片；

11、另一部分貼片形成縫隙耦合背腔；

12、第一介質(zhì)層，位于第一金屬輻射層下方。

13、所述第二金屬饋電/輻射層，包含多個(gè)矩形貼片、縫隙耦合功分器和微帶線饋電網(wǎng)絡(luò)，其中矩形貼片作為發(fā)射接收共用天線單元輻射貼片；

14、縫隙耦合功分器用于將電磁波耦合至發(fā)射饋電網(wǎng)絡(luò)；

15、微帶線饋電網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)金屬貼片的等相位等幅度輻射；

16、第二介質(zhì)層，位于第二金屬饋電/輻射層下方。

17、所述金屬地板一，其上設(shè)置有波導(dǎo)縫隙，用于確保第二金屬饋電/輻射層的輻射貼片正常工作；

18、第三介質(zhì)層，位于金屬地板一下方，并設(shè)置有金屬化通孔，與金屬地板一和金屬地板二共同構(gòu)成諧振腔，以實(shí)現(xiàn)功率分配功能；

19、金屬地板二，其上設(shè)置有陣列天線的饋電端口，用于連接外部饋電網(wǎng)絡(luò)。

20、本申請的方案通過利用合理的單元排布，將接收陣列和發(fā)射陣列排布與同一口面，實(shí)現(xiàn)接收/發(fā)射陣列的雙頻輻射，通過耦合輻射貼片，實(shí)現(xiàn)更高的輻射效率；利用多層介質(zhì)板結(jié)構(gòu)，在不同的層間，建立饋電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)接收單元和發(fā)射單元的組陣，實(shí)現(xiàn)更高的增益和相互正交的極化方式；設(shè)計(jì)微帶-金屬波導(dǎo)轉(zhuǎn)接口和介質(zhì)集成波導(dǎo)-金屬波導(dǎo)轉(zhuǎn)接口，使天線更容易與后端器件相連接。

技術(shù)特征：

1.一種雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線，其特征在于，所述雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線包括多個(gè)子陣單元，子陣數(shù)量為m×n，其中m為2m，n為2n。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線，其特征在于，所述雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線包括順序?qū)盈B的第一金屬輻射層（21），第一介質(zhì)層（22），第二金屬饋電/輻射層（23），第二介質(zhì)層（24），地板一（25），第三介質(zhì)層（26）和地板二（27）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線，其特征在于，所述第一金屬輻射層（21）與第二金屬饋電/輻射層（23）之間通過第一介質(zhì)層（22）實(shí)現(xiàn)電磁耦合，所述第二金屬饋電/輻射層（23）與地板一（25）之間通過第二介質(zhì)層（24）實(shí)現(xiàn)電磁耦合，所述地板一（25）與地板二（27）之間通過第三介質(zhì)層（26）實(shí)現(xiàn)電磁耦合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線，其特征在于：所述第一金屬輻射層（21），其上包含多個(gè)矩形貼片，其中至少一部分貼片作為發(fā)射接收共用天線單元耦合貼片（31）；另一部分貼片形成縫隙耦合背腔（32）；第一介質(zhì)層（22），位于第一金屬輻射層（21）下方。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線，其特征在于：所述第二金屬饋電/輻射層（23），包含多個(gè)矩形貼片（51）、縫隙耦合功分器（52）和微帶線饋電網(wǎng)絡(luò)（53），其中矩形貼片（51）作為發(fā)射接收共用天線單元輻射貼片；

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線，其特征在于：所述金屬地板一（25），其上設(shè)置有波導(dǎo)縫隙（71），用于確保第二金屬饋電/輻射層（23）的輻射貼片（51）正常工作；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及衛(wèi)星天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙頻雙極化共口徑微帶陣列天線。本申請的方案通過利用合理的單元排布，將接收陣列和發(fā)射陣列排布與同一口面，實(shí)現(xiàn)接收/發(fā)射陣列的雙頻輻射，通過耦合輻射貼片，實(shí)現(xiàn)更高的輻射效率；利用多層介質(zhì)板結(jié)構(gòu)，在不同的層間，建立饋電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)接收單元和發(fā)射單元的組陣，實(shí)現(xiàn)更高的增益和相互正交的極化方式；設(shè)計(jì)微帶?金屬波導(dǎo)轉(zhuǎn)接口和介質(zhì)集成波導(dǎo)?金屬波導(dǎo)轉(zhuǎn)接口，使天線更容易與后端器件相連接。

技術(shù)研發(fā)人員：張鵬宇,徐燁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州普合蕓矩電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6