[发明专利]一种双频段双极化共口径天线

说明书

本发明公开了一种双频段双极化共口径天线，所述共口径天线包含双频段天线阵列，采用多层微带贴片结构设计，将不同工作频段天线分别放置在不同层，各天线采用不同介电常数的介质基板。本发明一种双频段双极化共口径天线，天线结构简单、成本低廉、增益较高、天线之间隔离度较高等优点，在现代雷达系统中具有重要意义。

技术领域

本发明属于雷达检测技术领域，具体涉及一种双频段双极化共口径天线。

背景技术

随着现代雷达技术的不断发展，对雷达系统中天线性能要求变得越来越高，主要体现在多频带、多极化、宽频带和小型化等方面，常规的天线设计已经无法满足这些要求。

传统天线系统中一般需要多幅天线来实现系统的多频工作，这会造成整个系统的尺寸大大增加，同时还会提高了整个系统的结构复杂度。

共口径天线本质是多副不同工作频率天线同时工作在同一天线口径内，因此天线之间可能会产生相互耦合，这将造成天线性能的极大损失，导致天线无法正常进行工作。因此怎样有效合理的处理不同工作频率天线间的相互耦合是共口径天线设计的首要目标，也是衡量共口径天线设计好坏的重要标准。因此能够设计一款结构简单、成本低廉、性能优越的双频段双极化共口径天线在现代雷达系统中具有重要意义。

发明内容

发明目的：针对上述技术缺陷，本申请提出了一种双频段双极化共口径天线，降低结构复杂度、提高不同天线间隔离度、降低由于共口径导致的天线增益损失。

本发明为一种双频段双极化共口径天线，所述共口径天线包含双频段天线阵列，采用多层微带贴片结构设计，将不同工作频段天线分别放置在不同层，各天线采用不同介电常数的介质基板。

进一步的，所述共口径天线包括X频段天线阵列和S频段天线；所述共口径天线分为上下两层，其中，上层为X频段天线阵列，所述X频段天线采用高介电常数介质基板；下层为S频段天线，所述S频段天线采用低介电常数介质基板上。

进一步的，所述X频段天线阵列包含四个双极化X频段天线单元，各X频段天线单元间距0.36，为自由空间中的波长；

所述X频段天线单元采用双馈点进行馈电，馈电点位于X频段矩形微带贴片两相邻正交边中点，通过两组一分四微带功分网络将四个双极化X频段天线单元连接起来，通过X频段天线馈电同轴线与微带功分网络进行连接。

进一步的，所述S频段天线采用两根微带线进行馈电，馈电点位于S频段矩形微带贴片两正交且相邻边中点，通过S频段天线馈电同轴线与微带馈电线进行连接，实现了天线的双极化辐射。

作为本申请的一种优选实施方案，所述S频段天线的中心频率为3GHz，S频段微带贴片尺寸为0.48*0.48，其中为介质中的波长。

更进一步的，所述X频段天线阵列中心工作频率为9GHz，X频段微带贴片尺寸为0.4*0.4，其中为介质中的波长。

作为本申请的一种优选实施方案，所述共口径天线中X频段微带贴片以及S频段微带贴片的尺寸和相对位置关系具体为：

设定X频段微以及S频段天线工作中心频率分别记为f1、f2，两频段天线介质基板介电常数分别记为、，两频段微带贴片长度根据公式计算得到，其中，c为光速，各频段微带贴片长度与宽度相等；

X频段天线阵列中的四个X频段微带贴片单元，其水平维天线单元间距为，垂直维天线单元间距为，为0.5 ~1，其中为自由空间中的波长。

进一步的，是光速c与X频段天线中心工作中心频率f1的比值。

有益效果：本发明采用多层微带贴片设计，将不同工作频段天线分别放置在不同层，使两工作频段天线之间相互独立工作，有效降低了不同工作频段天线之间相互耦合，提高了不同天线之间的隔离度，各微带贴片单元通过微带线进行同层馈电，实现了天线的双极化工作，简化了天线结构降低了天线成本。