[发明专利]一种有源相控阵天线行馈

说明书

本发明提供了一种有源相控阵天线行馈，所述的有源相控阵天线行馈包括依次层叠的双极化低剖面微带天线线阵、子阵级双极化馈电网络、子阵级收发模块及行馈级双极化馈电网络。所述的双极化低剖面微带天线线阵包括多个在线阵方向等间距均匀排列的双极化微带贴片无线单元，每个所述的双极化微带贴片无线单元通过端口馈电实现水平、垂直双极化性能，并拓展形所述的双极化低剖面微带天线线阵成圆极化。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种有源相控阵天线行馈。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

相控阵天气雷达扫描速度快、全空域监控探测能力强，可克服现行天气雷达的不足，有助于早发现、早预警、早决断，以减少灾害天气带来的损失，是下一代气象雷达探测技术发展主要方向。与传统点目标探测雷达不同，相控阵天气雷达需要对气象目标进行识别，利用水平、垂直两个极化电磁波对气象目标的不同响应特性进行气象活动判断和危险天气预报预警。采用水平、垂直两个极化同时工作的双偏振相控阵技术已成为气象雷达发展趋势，未来5-10年必将在全国甚至全球范围内得到大规模发展。

同时相控阵天气雷达使用场景和应用需求决定了其大多采用一维相控阵体制，在经济性和探测性能上获取较好的平衡。一维相控阵天线阵列必然采用一维线阵来进行组阵，这种线阵一般又称行馈。目前约90％的相控阵天气雷达都采用波导缝隙天线行馈，波导缝隙天线其具有成本低、损耗小、成品率高的明显优点，但波导缝隙天线行馈在双偏振(双极化)技术应用上存在制约发展的显著缺点：很难在同一天线行馈上实现水平、垂直双偏振性能，很难保证双极化一致性，很难实现大角度扫描，且存在频扫和色散效应。

为了解决波导缝隙天线行馈带来的问题，有专家学者提出了基于双极化微带偶极子天线与传统威尔金森功分网络的双极化微带天线行馈。虽然正交排列的微带偶极子可同实现同相位中心的水平、垂直极化功能，但采用了规模庞大的威尔金森功分网络，不仅增加了硬件成本和设备调试成本，还大幅增加了射频网络损耗和噪声系数损失。例如，在C波段，采用1°波束宽度的传统偶极子天线行馈需要1分64左右的功分网络，损耗超过-3dB；且随着频率越高、波束越窄，微带功分网络造成的损耗更大，严重制约了此种类型的天线行馈应用。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有源相控阵天线行馈。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种有源相控阵天线行馈，所述的有源相控阵天线行馈包括依次层叠的双极化低剖面微带天线线阵、子阵级双极化馈电网络、子阵级收发模块及行馈级双极化馈电网络。

优选地，所述的双极化低剖面微带天线线阵包括多个在线阵方向等间距均匀排列的双极化微带贴片无线单元，每个所述的双极化微带贴片无线单元通过端口馈电实现水平、垂直双极化性能，并拓展形所述的双极化低剖面微带天线线阵成圆极化。

优选地，所述的双极化低剖面微带天线线阵由96个双极化微带贴片单元组成的线阵行馈分成12个8单元子阵，每个8单元子阵内设有相应的馈电网络、收发通道。

优选地，所述的子阵级双极化馈电网络包括两个双极化H型馈电缝隙及两个独立的子阵级双极化功分网络及匹配微带电路。

优选地，所述的子阵级收发模块包括发射通道、接收通道、供电与控制模块，所述的发射通道包括2个独立的末级发射功率管，通过收发开关与天线单元的两个极化馈电端口互联；所述的接收通道的链路与发射通道相反，通过收发开关切换，将天线单元两个极化端口接收的信号分别放大后接到子阵级馈电网络。

优选地，所述的行馈级双极化馈电网络包括水平、垂直两个极化的馈电网络。