[发明专利]S/X双波段双极化微带振子/叠层贴片天线阵

摘要

本发明涉及一种S/X双波段双极化微带振子/叠层贴片天线阵，可用作星载合成口径雷达(SAR：Synthetic Aperture Radar)的天线，其技术也可应用于相控阵雷达及无线通信系统。它由4层介质板、3层硬泡沫构成叠层结构，在该叠层结构中有叠层贴片和叠层微带振子。该天线具有宽频带、高隔离度、低交叉极化和相位中心稳定等优点。

主权项

一种S/X双波段双极化微带振子/叠层贴片天线阵，包括从下至上依次有金属反射层(18)、第三泡沫层(17)、第四介质基板(16)、第三介质基板(15)、第二泡沫层(14)、第二介质基板(13)、第一泡沫层(12)和第一介质基板(11)构成的叠层结构，在该叠层结构中有叠层贴片(1)和叠层微带振子(2)，其特征在于：a.低频波段辐射单元为所述叠层微带振子(2)：其驱动振子(9)和寄生振子(10)由微带枝节线的馈网(5)近耦合激励；馈网(5)、驱动振子(9)和寄生振子(10)分别位于第三介质基板(15)上侧和第二、第一介质基板(13、11)下侧，并由第二、第一泡沫层(14、12)隔开。调整两层泡沫支撑材料(14、12)的厚度，并合理调节匹配网络(5)，产生第三个谐振频率，进而展宽低频波段振子的带宽；b.X波段为所述叠层贴片(1)：出于改善高频单元隔离度的考虑，采用口径耦合(6、7)与探针馈电(8)的混合激励方式；其驱动贴片(3)和寄生贴片(4)分别位于第三介质基板(15)的上侧与第二介质基板(13)的下侧，由第二泡沫层(14)隔开；地板包括口径耦合的槽(7)在第四介质基板(16)的上侧，口径耦合的馈电网络在第四介质基板(16)的下侧，通过地板将两个极化的馈电结构分开，从而达到改善隔离度的目的；c.S波段的振子排布方式为“工”字型分布，改善了S波段单元间的隔离度性能；d.由于采用了口径耦合的馈电方式，为了达到天线阵的前后比指标，在地板后设置了金属反射板(18)，该金属铝板还兼有增加天线机械强度的作用；e.天线馈电结构与射频SMA接头之间采用垂直过渡的方式：S波段、X波段的探针激励采用相同的接头打穿反射板(18)、第三泡沫层(17)和第四介质基板(16)，其外导体与内心分别于地板和S或X波段相连；X波段的口径耦合采用了专门设计定做的接头，同样打穿反射板(18)和第三泡沫层(17)，外导体同地板相连，内导体与口径耦合的馈网(6)相接；f.两个波段的中心频率分别为：S：2.85GHz、X：10GHz，频率比为3.5∶1。引入了非整数频率比，这有利于波段间的去耦合；当采用整数频率比，如3∶1，则工作于高频波段时，低频振子容易激励起TM03模。这对于高频单元的极化隔离度有所影响；这种非整数频率比的设计就目前发表文献中尚属首例；g.采用了“成对反相馈电技术”以提高全阵的主波瓣内交叉极化性能。