[发明专利]一种应用于Ku频段卫星通信的对馈行波式C字型波导天线阵

说明书

本发明公开了一种应用于Ku频段卫星通信的对馈行波式C字型波导天线阵，包括金属C字型波导功分器，金属C字型波导功分器的两个端口之间设有金属C字型波导天线辐射单元，金属C字型波导功分器的内壁上设有馈电金属膜片和金属圆盘，此外还包括同轴转接头，同轴转接头通过金属探针插入金属C字型波导功分器中。本发明的天线结构简单，尺寸小，便于加工成型，实现了宽带的阻抗匹配，也即同时兼顾了小型化和宽带化。此外，本发明的VSWR2的相对带宽可达到8.2％，且主瓣增益较大，旁瓣较小，提高了辐射效率。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，特别是涉及一种应用于Ku频段卫星通信的对馈行波式C字型波导天线阵。

背景技术

随着社会的发展，卫星通信在生活中发挥着越来越重要的作用，天线作为系统的重要组成部分，人们提出了越来越高的宽带化和高增益的要求。宽带天线不仅能满足卫星与地面大量的信息高速度传递的需求，并且可以使一副天线工作于多个通信系统频段，从而减少载体上天线的数目，实现通信设备的小型化。随着微波技术的进一步发展，波导天线得到了人们的普遍关注。与此同时，波导天线的快速发展，在实现天线的小型化与宽带化上取得了很好的效果，但是目前的波导结构来设计天线，依旧有很多不足之处，需要进一步的分析与优化。

近年来，国外的一些学者基于波导缝隙天线阵研究的过程中取得了明显的进展，比如Robert S.Elliott在IEEE Transactions on Antennas and Propagation(Vol.Ap-31,No.1,January.1983)上发表了题为“An Improved Design Procedure for SmallArrays of Shunt Slots”的论文中研究了波导缝隙天线阵。

国内也涌现出一大批波导缝隙天线阵的研究者。金剑发表的“宽带单脊波导缝隙天线阵设计”中设计驻波谐振式波导缝隙天线阵，设计中为了提高工作带宽，使得天线阵体积较大。可以看出目前基于波导缝隙天线阵的研究还不太成熟，小型化和宽带化不可兼得，还有许多问题需要解决。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够同时实现小型化和宽带化的应用于Ku频段卫星通信的对馈行波式C字型波导天线阵。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的应用于Ku频段卫星通信的对馈行波式C字型波导天线阵，包括金属C字型波导功分器，金属C字型波导功分器的两个端口之间设有金属C字型波导天线辐射单元，金属C字型波导功分器的内壁上设有馈电金属膜片和金属圆盘，此外还包括同轴转接头，同轴转接头通过金属探针插入金属C字型波导功分器中。

进一步，所述金属C字型波导天线辐射单元的缝隙长度为波导波长的五分之三。这样可以使得波瓣更好。

进一步，所述金属C字型波导功分器通过弯曲波导平滑接入金属C字型波导天线辐射单元。这样降低了驻波比。

进一步，所述金属C字型波导功分器被同轴转接头分为两段，一段比另一段长二分之一波导波长。这样会形成相位差利于行波对馈。

进一步，所述馈电金属膜片的长度和宽度均为五分之一波导波长。这样展宽了带宽，降低了驻波比。

进一步，所述金属圆盘的直径为五分之一波导波长。这样展宽了带宽，降低了驻波比。

进一步，所述馈电金属膜片包括两个矩形金属块，相对于同轴转接头对称设置。这样有利于等比例功率分配。

有益效果：本发明公开了一种应用于Ku频段卫星通信的对馈行波式C字型波导天线阵，与现有技术相比，具有如下的有益效果：

1)天线结构简单，尺寸小，便于加工成型，实现了宽带的阻抗匹配，也即同时兼顾了小型化和宽带化；