[实用新型]一种双频双圆极化阵列天线单元有效

专利信息
申请号: 202020417148.6 申请日: 2020-03-27
公开(公告)号: CN211320349U 公开(公告)日: 2020-08-21
发明(设计)人: 郑轶;汪渊;谢照川;李超;李冬;邱忠云 申请(专利权)人: 成都华芯天微科技有限公司
主分类号: H01Q21/24 分类号: H01Q21/24;H01Q1/52;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/48;H01Q5/20
代理公司: 成都华风专利事务所(普通合伙) 51223 代理人: 张巨箭
地址: 610000 四川省成都市中国(四川)自由*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 双频 极化 阵列 天线 单元
【说明书】:

本实用新型公开了一种双频双圆极化阵列天线单元,属于天线技术领域,所述天线单元包括一个工作在频段f1的发射天线和一个工作在频段f2的接收天线,所述发射天线与所述接收天线在共用无栅瓣间距决定的口径面积内呈同轴心叠层分布,且发射天线与接收天线之间以不同旋向的圆极化方式工作,使得工作在不同频率、不同圆极化方式的发射天线与接收天线集成为一个天线子单元,实现了天线单元中接收天线、发射天线共口径,大幅度减小了天线安装在平台载体的占用面积,具备优良的平台环境适应性和批量化、产业化优势;且以不同圆极化方式工作的发射天线与接收天线以共用无栅瓣间距呈同轴正交分布,隔离度高,进一步保证了通信质量。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域,尤其涉及一种双频双圆极化阵列天线单元。

背景技术

在毫米波卫星通信等应用领域中均采用收发频分全双工的工作模式以满足通信业务的需求,传统的终端设备普遍采用固定波束天线(如反射面天线)结合机械扫描的体制,针对不同的收发工作频率,可共用同一个反射面,仅需根据收发频率的不同分别使用不同的馈源与射频前端,在不同的收发频率同时实现信号的发射与接收,同时,通过频分的基础上,进一步采用收发不同旋转方向圆极化的极化隔离形式实现收发隔离,最终使用的反射面天线为双频双圆极化天线。

随着毫米波相控阵天线技术的发展,在通信及数据传输等终端设备中的应用逐渐普及,其灵活捷变的电子波束扫描体制替代了传统的固定波束天线结合机械扫描的体制,满足高速率、高精度、高可靠的应用需求。但因毫米波频段波长小,为适应应用需求,通道之间的间距受到限制,在现有技术方案中,结合圆极化旋向要求,如图1所示,只能采用发射频段与接收频段各自分别设计一个发射天线阵面和一个接收天线阵面,即发射天线阵列中使用单发射频率单左旋圆极化的阵列天线单元,接收天线阵列中使用单接收频率单右旋圆极化的阵列天线单元,同时进行信号发射与接收工作,并再将两个独立的阵面在一个结构平面上一体化集成的方式。

综上所述,同等性能条件下,传统固定波束天线的机械扫描结构体积大、重量重、波束灵活性差,但采用双频双圆极化天线使收发可共用口径,占用面积小;相控阵天线中发射天线阵列、接收天线阵列各自需要一个单频单圆极化阵面,因此天线的总口径较大,对于平台载体而言,需提供较大的安装面积。因此,随着各类平台载体对于卫星通信及其应用场景与环境的综合化、复杂化、多元化演变,传统固定波束天线与收发分置的相控阵天线均无法适应终端设备在满足功能、性能条件下的平台适应性要求,如低剖面、小型化、轻量化、收发天线隔离度高等。如公开号为CN109904599A、专利名称为K/Ka双频段共口径天线阵的发明专利,其在满足无栅瓣条件下将Ka频段贴片与K频段贴片设于同一层,虽然实现了收发天线共口径这一技术效果,但是由于贴片天线的圆极化性能仅限于贴片的法线方向半功率波束宽度范围内,因此该技术方案中将Ka频段贴片与K频段贴片设于同一层会使得两个天线在平面方向的极化都变成近似线极化,从而不存在不同旋向的极化隔离,而仅有两个贴片之间的近场互耦,由于物理距离相互贴近,导致收发天线之间隔离度差,最终发射通道信号经收发天线之间泄漏进入接收通道而抬高接收噪声,使系统性能恶化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术天线阵列剖面高、体积大、收发天线隔离度低的问题,提供一种双频双圆极化阵列天线单元,所述天线单元包括若干天线子单元,若干天线子单元水平同轴连接组成天线阵列。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:所述天线单元包括若干天线子单元,所述天线子单元包括一个工作在频段f1的发射天线和一个工作在频段f2的接收天线,所述发射天线与所述接收天线在共用无栅瓣间距决定的口径面积内呈同轴心叠层分布,且所述发射天线与所述接收天线之间以不同旋向的圆极化方式工作。

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