[发明专利]一种双极化单脉冲宽带微带天线装置

权利要求书

1.一种双极化单脉冲宽带微带天线装置，其特征在于由四个用于形成和波束以及方位和俯仰两个平面的差波束的相同的双极化微带贴片天线单元组成，每个天线单元有两个正交的极化端口，即水平H和垂直极化端口V，对应形成每一个波束的垂直和水平两个极化分量，两个相邻天线单元之间的距离为d，d =50mm，和差波束是由四个单元所接收到的信号通过下式的运算得到：

式中， 、和分别为和波束、方位差波束和俯仰差波束，A_1、A_2、A₃和A₄分别为四个单元天线的接收信号。

2.根据权利要求1所述的一种双极化单脉冲宽带微带天线装置，其特征在于所述双极化微带贴片天线单元的水平馈电端口采用的贴近式耦合馈电，垂直端口采用缝隙耦合方式实现馈电，该设计显著增加了微带天线的工作带宽，同时垂直和水平极化都较好的实现了双极化工作模式。

3.根据权利要求1所述的一种双极化单脉冲宽带微带天线装置，其特征在于所述双极化微带贴片天线单元采用层叠式贴片结构，由两层方形贴片构成，上面的为寄生贴片，边长为a，下面的为辐射贴片，边长为b；天线工作时，这两层贴片各产生一个谐振频率，通过调整两个谐振频率的接近程度来达到展宽频带的目的，整个天线由四层介质板组成，这其中包括两层贴片基板和两层馈线基板，均采用圆形结构，直径取c，分别将辐射贴片、寄生贴片蚀刻在两层介质基板上，然后将蚀刻有寄生贴片的第一层介质板悬空倒置在蚀刻有辐射贴片的第二层介质板的上面，两层贴片之间的距离为h，倒置的第一层介质板起到天线罩的作用，第三层介质板的上面敷设有凸型的微带线，下面是一个开有缝隙的地板，缝隙采用两个互相垂直的H型缝居中放置，在最后一层介质板的下面敷设凸型微带线，其中，H、V端口的微带线是垂直放置的，H端口通过贴近式耦合方法实现馈电，V端口通过缝隙耦合方式实现馈电，为了解决在地板上开缝带来的背向辐射及低增益问题，在离接地板1/4个波长处加入厚度为1mm的铜片作为反射板。

4.根据权利要求1所述的一种双极化单脉冲宽带微带天线装置，其特征在于采用相对介电常数2.65、厚度h=1.55mm的聚四氟乙烯玻璃布板作为辐射贴片基板，选择介电常数2.2、厚度h=1.55mm的美国RT-5880介质板作为寄生贴片基板，水平馈电端口所在的介质基板选用介电常数与辐射贴片基板相同的介质板作为该馈线的基板，垂直馈电端口所在介质基板选用与寄生贴片相同的基板材料。

5. 根据权利要求1所述的一种双极化单脉冲宽带微带天线装置，其特征在于该天线的各种设计参数如下：a=17.1mm、b=15.7mm、c=39.8mm、h=5.6mm、水平馈电端口处馈线宽度w₁=1.5mm、垂直馈电端口处馈线宽度w₃=1.8mm、水平馈电端口处馈线进行阻抗变换后馈线宽度w₂=4mm、垂直馈电端口处馈线长度L₁=17.1mm、水平馈电端口处进行阻抗变换后馈线长度L₂=9.2mm、水平极化耦合缝隙长度m=10.9mm、垂直极化耦合缝隙宽度n=0.8mm、水平极化耦合缝隙前端宽度g=1.6mm、垂直极化耦合缝隙前端宽度k=1.4mm。