[发明专利]能够在多个频率下操作的交错天线阵列

说明书

电子可操纵天线的交错阵列能够从单个孔径在不同频率下同时操作和/或独立地进行波束扫描。天线系统可以包括多个电子可操纵天线，其被配置成能够在不同频率下操作，每个天线包括发射表面波的馈电器和连接到所述馈电器的表面波波导。能够在不同频率下操作的天线的所述表面波波导可以彼此交错。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月6日提交的美国申请No.62/627,140的权益，该美国申请的公开内容通过整体引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及天线，特别是电子可操纵天线。更具体地，本公开的某些实施例可以涉及能够从单个孔径在不同的频率下同时操作和/或独立地进行波束扫描的电子可操纵天线的交错阵列。

背景技术

在需要多个天线但空间非常有限的应用中，提供多个天线来处理多个任务变得困难。例如，两个主要的卫星频带被用于移动互联网，例如连接到商用飞机。这些网络在Ku波段和Ka波段操作，但是每个飞行器只能选择一个波段。这种选择可以限制吞吐量，并且还可以限制飞行器可以在全球运行的位置。可以考虑为多个天线使用多个孔径。然而，可用的天线安装空间可能是有限的。因此，可能期望具有多个天线的天线系统在不同频率下操作同时共享公共天线孔径。

提出了许多宽带阵列设计：

1.Ruey-Shi Chu等人，“Multiband phased-array antenna with interleavedtapered-elements and waveguide radiators(具有交错锥形元件和波导辐射器的多波段相控阵天线)”，IEEE天线和传播学会国际研讨会，1996年文摘,巴尔的摩,MD，美国，1996，第1616-1619页，第3卷。

2.美国专利No.5,557,291，名称为“Multiband,phased-array antenna withinterleaved tapered-element and waveguide radiators(具有交错锥形元件和波导辐射器的多频带相控阵天线)”；

3.D.H.Roper,W.E.Babiec和D.D.Hannan，“WGS phased arrays support nextgeneration DoD SATCOM capability(WGS相控阵支持下一代DoD SATCOM能力)”，IEEE相控阵系统与技术国际研讨会，2003年，第82-87页。

期望具有一种装置和方法，考虑到上面讨论的一些问题，以及其他可能的问题。

发明内容

本公开的特征和优点将从以下应结合附图阅读的详细描述，以及从附于详细描述末尾的权利要求中更容易地理解和明白。

根据本公开的一些实施例，天线系统可以包括被配置为能够在不同频率下操作的多个电子可操纵天线，每个天线包括：被布置为用于发射表面波的馈电器，以及连接到所述馈电器的表面波波导。在不同的频率下可操作的天线的表面波波导可以彼此交错。

在本发明的特定实施例中，所述多个电子可操纵天线可以包括：配置成在第一频率下操作的第一天线，所述第一天线包括第一波导；以及配置成以与所述第一频率不同的第二频率操作的第二天线，所述第二天线包括第二波导，其中，所述第一天线的所述第一波导和所述第二天线的所述第二波导可以彼此交错。所述第一天线的所述第一波导和所述第二天线的所述第二波导可以设置成彼此交替。

在本公开的各个实施例中，所述第一天线和所述第二天线可以被配置为能够分别以所述第一频率和所述第二频率同时操作。所述第一天线和所述第二天线可以安装在单个孔径中。

根据本公开的特定实施例，所述第一波导可以包括第一阻抗元件和第一调谐元件，一个所述第一调谐元件连接在所述第一阻抗元件之间。所述第二波导可以包括第二阻抗元件和第二调谐元件，一个所述第二调谐元件连接在所述第二阻抗元件之间。