[发明专利]Ku/Ka双频双极化相控阵天线辐射阵列

说明书

本发明公开了一种Ku/Ka双频双极化相控阵天线辐射阵列，包括若干基本单元和若干Ka天线单元，每个基本单元内设置有一个Ku天线单元；所述Ku天线单元为双线极化天线，以周期阵列方式排布；所述Ka天线单元为单线极化天线，以稀疏阵列方式排布；所述Ka天线单元设置于相邻所述基本单元的交界处，和/或，所述Ka天线单元设置于天线辐射阵列的外侧边缘。本发明中，相控阵天线辐射阵列为Ku周期阵列和Ka稀疏阵列的复合，Ku和Ka两个频段的辐射性不会相互影响，同时，Ka天线单元稀疏后副瓣特性好。

技术领域

本发明涉及相控阵天线技术领域，特别是涉及一种Ku/Ka双频双极化相控阵天线辐射阵列。

背景技术

毫米波相控阵天线具有波束窄、增益高、波束扫描快等特点，使其在毫米波雷达领域应用越来越广泛，但是随着雷达技术的发展，特别是雷达抗干扰等功能的需求日益凸显，对天线技术也提出了新的要求，双频复合技术和双极化技术由此产生。

Ku和Ka两个频段是毫米波应用中使用较多的频段，将两个频段共口径符合设计也是近年来才提出的技术，但是同时在Ku频段天线上再实现双极化功能就未见报道，主要是因为：

（1）Ka的频率约为Ku频率的两倍，根据天线扫描原理，如果将这两个频段的阵列天线复合，一个Ku天线阵列单元所使用的空间范围内需要布置四个Ka天线阵列单元，加之Ku天线要实现双极化功能，馈电结构本身比较复杂，占据的空间尺寸会更大，这样的布阵根本无法实现；

（2）Ku双极化天线占据了较大的空间，增加了Ka天线阵列单元的布阵复杂度；

（3）天线单元的带宽越宽，工作频率越高，天线单元的面积就越大；若要实现较宽的带宽和较高的工作频率，Ku天线阵列单元和Ka天线阵列单元的结构势必会相互影响，如何降低这一影响也是需要克服的技术难点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种Ku/Ka双频双极化相控阵天线辐射阵列。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：Ku/Ka双频双极化相控阵天线辐射阵列，包括若干基本单元和若干Ka天线单元，每个基本单元内设置有一个Ku天线单元；

所述Ku天线单元为双线极化天线，以周期阵列方式排布；

所述Ka天线单元为单线极化天线，以稀疏阵列方式排布；

所述Ka天线单元设置于相邻所述基本单元的交界处，和/或，所述Ka天线单元设置于天线辐射阵列的外侧边缘。

优选的，所述Ku天线单元与所述Ka天线单元的数量比为1∶1.5-2。

优选的，所述Ku天线单元与所述Ka天线单元的数量比为1∶1.8。

优选的，所述Ku天线单元为缝隙耦合馈电天线；和/或，所述Ka天线单元为缝隙耦合馈电天线。

优选的，所述Ku天线单元和Ka天线单元共面。

优选的，所述Ku天线单元的工作频率大于4GHz，和/或，Ka天线单元的工作频率大于4GHz。

优选的，所述Ku天线单元工作频率相对带宽大于25%。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中，相控阵天线辐射阵列为Ku周期阵列和Ka稀疏阵列的复合，Ku和Ka两个频段的辐射性不会相互影响，同时，Ka天线单元稀疏后副瓣特性好；

（2）Ku天线单元为双极化天线，可以为系统提供丰富的极化信息；

（3）Ku天线单元和Ka天线单元的工作频率均大于4GHz，具有良好的宽带特性；

（4）Ku天线单元为缝隙耦合馈电天线，可以拓展天线带宽；

（5）Ka天线单元为缝隙耦合馈电天线，其耦合缝隙相当于滤波器，可以滤除来自Ku通道耦合过来的绝大部分能量，从而提高了Ku天线单元和Ka天线单元的隔离度；