[实用新型]宽带双线极化偶极子天线阵

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于接收、发射无线电波的宽带双线极化天线，具体是一种宽带双线极化天线阵。

背景技术

对高分辨SAR合成孔径雷达系统来说，为获得成像目标不同物质特性的细节信息，除要求天线具有大的工作宽带外，还要求SAR具有多极化(HH、VV、HV、VH)工作模式，这就要求天线具备宽带双线极化工作能力。在民用方面，地面通信系统为抗多径衰落而采用的极化分集技术，也推动双线极化天线技术的发展。因此宽带双线极化天线技术在军用和民用领域的应用范围越来越广泛。

同时，在某些具体的应用中，还有诸如：副瓣、隔离、重量和扫描角等方面的特殊要求。例如：对于宽角扫描平面天线阵，要求天线单元具有宽角匹配的潜力；对于极化合成孔径类领域，常常要求设计的天线具备低副瓣、低交叉极化和高隔离度等方面的特性。

常见的双线极化阵列天线主要有以下三种形式：其一是双线极化裂缝波导天线，其二是双线极化微带贴片天线，其三是双线极化偶极子天线。对于双线极化裂缝波导天线，其优点是效率较高，其缺点是带宽随单元的增加而减小，目前已知的8单元线阵的最大带宽不过15％(汪伟，李磊，张智慧，星载合成孔径雷达双线极化天线阵研究，遥感技术与应用Vol.22(2)，2007.4，pp：166-172.)，同时大规模组阵时存在固有的周期性幅、相误差问题。对于双线极化微带贴片天线其优点是剖面低、重量轻，缺点是常规形式带宽较窄，而宽带设计通常需要较为复杂的馈电结构(Robert F.Thomasand John Huang，Ultra-Wideband UHF Microstrip Array for GeoSARApplication，APS.1998，pp：2096-2099)，同时难以实现宽角扫描。对于双线极化偶极子天线阵，因为其可充分利用偶极子天线单元所具有的低交叉极化、宽角扫描、宽带甚至超宽带等方面优点，故其在宽带双线极化天线技术领域获得了较为广泛的应用。

目前已知的双线极化偶极子天线阵，其实现方式主要有以下两种：一种是基本辐射元由双偶极子天线单元相互正交排列而成(JosephR.Ippolito，Henry.Villegas，Johns.Wilson，Base Station Antenna forDual Polarization.US6072439.Jun.2000.)，另一种是基本辐射元由四偶极子天线单元呈网格状排列而成(Martin L.Zimmerman.Dual-PolarizedRadiating Element WithHigh Isolation Between Polariza-tion Channels.US6529172.Mar.2003.)。对于前者天线单元相互正交的排列方式，单元的结构形式将受到严格限制，很多偶极子单元形式将无法得到应用。对于后者，由于每个辐射元皆由四偶极子天线单元组成，为实现高隔离，要求每个单元平衡馈电，这造成馈电网络的设计将较为复杂。

实用新型内容

本实用新型提供一种宽带双线极化偶极子天线阵。其具有高隔离、低交叉极化、结构简单及馈电灵活方便的优点，同时具备实现宽角扫描双线极化阵的工程潜力。

具体的设计方案如下：

宽带双线极化偶极子天线阵包括两个以上双极化偶极子辐射元、导体反射板和馈电系统；

所述双极化偶极子辐射元包括两个相互呈“T”形中垂设置的偶极子天线单元，且天线单元的极化方向分别与天线阵的两种极化状态相平行；双极化偶极子辐射元中两个相互呈“T”形中垂设置的偶极子天线单元之间的中心距为相应方向辐射元间距的一半；

所述双极化偶极子辐射元为矩形栅格的顺序排列组阵(即各双极化偶极子辐射元中偶极子天线单元的排列方式完全相同)，或为三角形栅格的逆序组阵(相邻行或列的对应双极化偶极子辐射元中的偶极子天线单元呈左右或上下对调排列)。若采用矩形栅格的顺序排列方式，天线阵两种极化的相位中心将存在一定的偏移，该偏移量将等于辐射元两天线单元的中心间距。若采用三角形栅格的逆序排列方式，则不存在相位中心的偏移问题。各辐射元之间的间距可采用常规阵列天线的设计方法确定。

所述偶极子天线单元为半波振子类天线、或渐变槽天线、或兔耳朵(Bunny Ear)天线、或韦尔第(Vivaldi)天线等。