[发明专利]脊波导偏置缝耦合微带振子双极化天线

说明书

本发明涉及脊波导偏置缝耦合微带振子双极化天线。所述脊波导偏置缝耦合微带振子双极化天线包括两个并列排列的脊波导偏置缝谐振阵天线单元、均布在微带板外侧面上的两块以上的正金属贴片和两块以上的负金属贴片，两块以上的正金属贴片的中心与第一辐射波导上的两条以上的辐射缝隙一一对应，两块以上的负金属贴片的中心与第二辐射波导上的两条以上的辐射缝隙一一对应，正金属贴片和负金属贴片均为耦合微带振子，实现天线双极化。本发明采用同一种脊波导结构，实现双极化，剖面低；通过工字形耦合缝直接耦合馈电，实现天线及馈线一体化设计。并且以本发明所述天线为单元可以任意组成大型平面阵列。

技术领域

本发明属于平板天线技术领域，具体涉及一种脊波导偏置缝耦合微带振子双极化天线。

背景技术

阵列天线广泛应用于机载、舰载、车载等移动通信领域，相比于反射面天线来说，阵列天线可以便利实现低剖面，效率更高。在制造工艺获得进一步发展的今天，阵列天线的价格已经大大下降，但相比反射面天线还是偏高，特别是实现双极化的平板天线的价格更高。目前，已有的解决办法有类似于动中通领域的喇叭阵天线，全波导结构，带宽宽，效率高，双极化斜波束波导缝隙阵列天线，采用两种不同结构的缝隙行波阵交叉排列，实现双极化，且波束倾斜45°，可以实现更低的剖面。国外Raysat和KVH分别有一款双极化阵列天线用于Ku频段卫星电视接收，都采用的是微带贴片型式，为早期的产品，制作成本要高一个量级。本发明还是立足于低成本制作，全波导网络结构，以保证天线的效率。其主要特点是采用相同的脊波导偏置缝实现双极化，这就避免了出现需要切割到宽边的缝隙，不需要两个极化的缝隙上下分开布置。偏置直缝也属于最容易加工的缝隙，极化纯度较高。在卫星电视应用的场合，根据天线的增益要求，脊波导谐振阵无需分段，可以在两层脊波导内实现阵列的合成，这样双极化天线的厚度加上微带振子也只有16mm，相对喇叭阵的厚度是50.9mm。这种形式也可以采用塑料模具成型，表面金属化，最后天线的重量可以大大降低。厚度和重量的降低对系统结构伺服设计都有很重要的意义。

地球同步卫星上的信号多采用线极化传送方式，既有水平极化也有垂直极化，由于赤道上空的卫星经纬度与接收地经纬度一般并不相同，所以卫星发出的水平或垂直极化波到达接收地后极化方向会发生变化，双极化天线要实现极化跟踪，既可以是双线极化，也可以是双圆极化，但其两个极化的波束指向必须基本一致，这样才能保证两个极化接收的幅度基本一致，可以通过后端的电路实现极化跟踪。

发明内容

为突破现有波导缝隙双极化天线的局限性，本发明提出一种结构形式简单、剖面低、适用于移动卫星通信终端的平板天线。

脊波导偏置缝耦合微带振子双极化天线包括两个脊波导偏置缝谐振阵天线单元，所述的脊波导偏置缝谐振阵天线单元由工字形耦合缝连接的辐射波导和馈电波导组成，所述辐射波导和馈电波导均为单脊波导；所述辐射波导的两端封闭，辐射波导上均布设有两条以上的偏置的辐射缝隙，偏置的辐射缝隙的辐射强度与偏置量有关，不偏置的缝隙不辐射。工字形耦合缝位于相邻两条辐射缝隙的对称中心，选择越靠近辐射脊波导的中心，谐振阵的带宽越宽。

所述辐射波导和馈电波导均为单脊波导；所述馈电波导的长度小于辐射波导的长度, 且一端封闭；

所述两个脊波导偏置缝谐振阵天线单元并列排列；其中两个辐射波导分别为第一辐射波导1和第二辐射波导2，对应平行位于一侧；两个馈电波导分别为第一馈电波导9和第二馈电波导10，对应平行位于另一侧；第一辐射波导1和第二辐射波导2在长度方向相互错开，使二者上的辐射缝隙相互错开；与辐射缝隙对应的两个辐射波导上方设有微带板5，两个辐射波导和微带板5之间设有间隙；微带板5的外侧面上均布设有两块以上的正45°角的正金属贴片6和两块以上的负45°角的负金属贴片7；