[发明专利]一种用于X频段的平板阵列天线

说明书

本发明公开了一种用于X频段的平板阵列天线，包括：若干个天线阵列单元，其中，每个天线阵列单元包括圆极化罩、调谐空气腔、十字辐射器缝隙、波导模式传输腔体、方形正交模耦合器、第一带状线输入端口和第二带状线输入端口；调谐空气腔设置于十字辐射器缝隙的上部；十字辐射器缝隙的每个缝隙按90°间隔旋转排列；波导模式传输腔体设置于十字辐射器缝隙的下部；方形正交模耦合器设置于波导模式传输腔体的下部；第一带状线输入端口设置于方形正交模耦合器的一侧面，第二带状线输入端口设置于方形正交模耦合器的另一侧面，其中，这两个侧面相邻。本发明的天线阵列具有高效率、低剖面、高增益、窄波束、易加工的特点。

技术领域

本发明涉及一种用于X频段的平板阵列天线，可用作X频段卫星通信系统地面端的静中通、动中通系统前端，属于微波天线技术领域。

背景技术

目前，应用X频段在星地通信应用领域依然拥有较好的电磁环境，不容易被地面系统干扰。且保密性较好，美国的旅行者系统卫星采用的X频段通信系统至今仍然可以正常工作。本权利说明书发明的X频段平板天线是用于我国日前蓬勃发展的小卫星测控领域，借助平板天线具有较高口径效率的特点，单一的X频段平板天线可以在地面任意一点对卫星进行控制和数据回收，这对于我国小卫星事业的发展贡献是巨大的，打破了以往所有卫星均需要在控制基地进行控制，数据通过现有地面站回收的现状，以X频段平板天线的高码速率完成上述工作。

卫星通信系统的地面端，较为常见的通信系统前端为反射面形式或平板形式。其中，反射面形式的通信前端口径效率较低，体积较大，副瓣无法控制，远区旁瓣差。而目前见诸报道的各种形式的平板天线，口径效率一直较低(65％以下)，体积也比较大，当有圆极化需求时，天线阵列的厚度将更厚。另外，目前应用中的平板天线重量一直是最大的问题，难以克服。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，一种用于X频段的平板阵列天线，该天线阵列具有高效率、低剖面、高增益、窄波束、易加工的特点。

本发明的技术解决方案：一种用于X频段的平板阵列天线，包括：若干个天线阵列单元，其中，若干个天线阵列单元按m列n行排列，其中m大于2，n大于2；每个天线阵列单元包括圆极化罩、调谐空气腔、十字辐射器缝隙、波导模式传输腔体、方形正交模耦合器、第一带状线输入端口和第二带状线输入端口；调谐空气腔设置于十字辐射器缝隙的上部；十字辐射器缝隙的每个缝隙按90°间隔旋转排列；波导模式传输腔体设置于十字辐射器缝隙的下部；方形正交模耦合器设置于波导模式传输腔体的下部；第一带状线输入端口设置于方形正交模耦合器的一侧面，第二带状线输入端口设置于方形正交模耦合器的另一侧面，其中，这两个侧面相邻；圆极化罩、十字辐射器缝隙、调谐空气腔、波导模式传输腔体和方形正交模耦合器的中心线均重合。

上述用于X频段的平板阵列天线中，所述圆极化罩包括极化印制线和介质基板；其中，极化印制线附着于介质基板的表面；极化印制线是由折线单元周期相连组成的折线栅，折线的宽度w取0.5mm至2.2mm，折线单元的总长lx取10mm至22mm，折线单元的总宽lw取10mm至30mm，折线栅行间距t约为18mm至27mm。

上述用于X频段的平板阵列天线中，所述介质基板的厚度为1mm-10mm。

上述用于X频段的平板阵列天线中，还包括：若干个第一功率分配网络单元；其中，若干个第一功率分配网络单元组成第一功率分配网络层；每个第一功率分配单元包括第一末级功率分配网络带状线介质基板、第一末级功率分配网络带状线印制线和第一带状线屏蔽腔；其中，第一末级功率分配网络带状线印制线附着于第一末级功率分配网络带状线介质基板的表面；第一带状线屏蔽腔与第一末级功率分配网络带状线介质基板相连接，并且第一带状线屏蔽腔罩于第一末级功率分配网络带状线印制线；第一末级功率分配网络带状线印制线与第一带状线输入端口相连接。