[发明专利]基于双模平行波导的双频段共口径天线阵

说明书

本发明公开了一种基于双模平行波导的双频段共口径天线阵，适用于无线通信技术领域使用。包括：波导‑基片集成波导转接结构、多级级联功分器、横向耦合缝隙、纵向耦合缝隙、匹配通孔、共口径双模平行波导和共口径平行缝隙阵列；整体结构由两层介质基板组成；信号经位于底层基板的波导‑基片集成波导转接结构，输入到多级级联功分器；以上所述基于双模平行波导的双频段共口径天线阵可以分别实现低频段定波束缝隙阵列天线、高频段多波束长缝漏波天线或定波束缝隙阵列天线。其结构简单，功能多，集成度高，体积小，重量轻。

技术领域

本发明涉及一种天线阵，尤其适用于无线通信技术领域使用的一种基于双模平行波导的双频段共口径天线阵。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，通信需求的迅速增长对系统前端的天线等通信设备提出了越来越高的需求，例如：多频段、多功能、高增益、小型化等。因此，为了应对不断增长的通信需求，多频段共口径天线阵应运而生。普通系统中不同频段的天线单独设计，每个频段占用一个辐射口面，导致天线系统体积庞大、重量大。而多频段共口径天线阵是将不同频段的天线集成到同一辐射口径内，并且保证各天线可以独立工作，从而有效减少了天线的整体尺寸、重量，使天线口径得到充分利用，降低了制造成本，并且保证了收发信号内容的丰富性。

W波段在成像、雷达和通信系统中得到了广泛的关注和研究。W波段天线又是W波段无线应用中不可或缺的组成部分。基片集成波导技术具有造价低、损耗小、易集成等优点，广泛应用在毫米波频段。因此，基于基片集成波导技术的W波段双频段共口径天线的研究在成像、雷达、通信系统等应用中非常重要。

发明内容

发明目的：针对上述技术的不足之处，提供一种结构简单，功能多，集成度高，体积小，重量轻的基于双模平行波导的双频段共口径天线阵。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明基于双模平行波导的双频段共口径天线阵，其包括低频波导-基片集成波导转接结构、低频多级级联功分器、横向耦合缝隙、高频波导-基片集成波导转接结构、高频多级级联功分器、纵向耦合缝隙、底层匹配通孔、底层基片集成波导侧壁、顶层匹配通孔、共口径双模平行波导和共口径平行缝隙阵列，所述共口径平行缝隙阵列包括共口径平行长缝阵列或共口径平行短缝阵列；其中标准波导提供的低频信号，首先经位于底层基板的低频波导-基片集成波导转接结构，然后输入到低频多级级联功分器，接着经过横向耦合缝隙传输到位于顶层的共口径双模平行波导，最终通过共口径平行缝隙阵列包括共口径平行长缝阵列或共口径平行短缝阵列辐射电磁波，形成低频段定波束缝隙阵列天线；另外，标准波导提供的高频信号，首先经位于底层基板的高频波导-基片集成波导转接结构，然后输入到高频多级级联功分器，接着经过纵向耦合缝隙传输到位于顶层的共口径双模平行波导，最终通过共口径平行长缝阵列辐射电磁波形成高频段多波束长缝漏波天线，或通过共口径平行短缝阵列辐射电磁波形成高频段定波束缝隙阵列天线。

其中通过改变底层匹配通孔到纵向耦合缝隙的距离，纵向耦合缝隙到底层基片集成波导侧壁的距离，以及顶层匹配通孔的直径大小，可以实现高频多级级联功分器到顶层共口径双模平行波导之间的良好匹配；通过改变共口径平行长缝阵列或者共口径平行短缝阵列的周期间距，可以方便地调节低频段定波束缝隙阵列天线的工作频率，进而实现低频段定波束天线和高频段多波束长缝漏波天线或定波束缝隙阵列天线频率比的灵活调控。