[发明专利]高效率宽带双极化腔体阵列天线

权利要求书

1.一种高效率宽带双极化腔体阵列天线，其特征在于，包括：

采用矩形开口波导天线作为阵列单元形式，通过带状线馈电，并以多层PCB基板的叠层结构实现双极化馈电，同时，利用带状线组成功分馈电网络将该单元结构扩展为16×4天线阵列；

对所述功分馈电网络进行基于切比雪夫原理的加权处理，用于抑制天线副瓣电平；

对所述天线阵列由SMA连接器进行馈电，用于提高天线的可移植性，并在馈电网络的末端设计带状线到同轴线的转换，且当带状线埋在多层PCB基板中时，仍设计带状线到同轴线的宽带转换结构，且通过带状线到微带再到SMA的转换结构从侧面为天线阵列。

2.根据权利要求1所述的高效率宽带双极化腔体阵列天线，其特征在于，所述阵列单元的介质基板材料为TLY-5Z，介电常数为2.2，损耗角为0.0007。

3.根据权利要求2所述的高效率宽带双极化腔体阵列天线，其特征在于，所述天线阵列的激励结构采用探针激励，两个不同极化的激励结构分置于第二和第四层，所述激励结构均为差分馈电，馈电线路采用带状线形式，其中第一和第三层为第二层的地，第三和第五层为第四层的地，第七层为极化隔离反射板；

对于第二层激励的波而言，第七层为反射面，对于第四层激励的波而言，第八层为其真正的反射面；

所述激励探针放置在距离反射器四分之一的波导波长位置上，并利用7层基板来分离反射器及其相应的探针；

通过通孔连接第一层，第三层，第五层，第六层，第七层和第八层金属，并等效地形成金属壁，金属壁包围7层基板的一部分以形成介质加载的矩形开口波导。

4.根据权利要求3所述的高效率宽带双极化腔体阵列天线，其特征在于，矩形开口波导的主模式TE10的输入阻抗与填充介质的介电常数ε和磁导率μ按下式(1)所示：

其中ω是角频率，a是波导孔径的边长；

所述阵列单元的介质填充部分的波导孔径尺寸w2小于(w1-2×b1)，b1为金属腔壁的厚度，w1为孔径的长度，(w1-2×b1)足够大至避免截断最低频率，w1足够小至避免在最高频率处出现栅瓣，PCB基板的高度超过波导波长的四分之一。

5.根据权利要求4所述的高效率宽带双极化腔体阵列天线，其特征在于，所述的阵列单元的两个输入端口根据公式(2)和(3)实现匹配：

其中k的平方等于输出端口二的功率与输出端口一的功率之比，Zij是每一段线的特性阻抗。