[发明专利]一种基于低剖面馈电结构的宽带端射圆极化天线及阵列

权利要求书

1.一种基于低剖面馈电结构的宽带端射圆极化天线，其特征在于，包括由上至下依次设置的顶部金属辐射块(1)、顶部金属层(2)、介质层(3)、底部金属层(4)和底部金属辐射块(5)；所述顶部金属层(2)、底部金属层(4)上设有带引向振子(7)的偶极子辐射单元(6)；所述顶部金属辐射块(1)、底部金属辐射块(5)共同构成线性渐变槽辐射单元；所述偶极子辐射单元(6)产生水平极化电场分量，线性渐变槽辐射单元产生垂直极化电场分量，通过调节两个正交极化电场分量间幅相关系，实现宽带圆极化辐射。

2.根据权利要求1所述的基于低剖面馈电结构的宽带端射圆极化天线，其特征在于，所述顶部金属层(2)、底部金属层(4)平行于介质层(3)对称设置；

所述顶部金属层(2)包括第一矩形金属片、第一L型金属片和用于补偿高频处偶极子单元增益损失的第一引向振子，所述第一L型金属片设置于第一矩形金属片的长边处，包括第一金属臂和第二金属臂，其中第一金属臂与第一矩形金属片的长边相连接且两者相互垂直，第二金属臂作为辐射边，所述第一引向振子相对于第一矩形金属片设置在第一L型金属片的另一侧，与第二金属臂平行且之间有一定距离；

所述底部金属层(4)包括第二矩形金属片、第二L型金属片和用于补偿高频处偶极子单元增益损失的第二引向振子，所述第二L型金属片设置于第二矩形金属片的长边处，包括第三金属臂和第四金属臂，其中第三金属臂与第二矩形金属片的长边相连接且两者相互垂直，第四金属臂作为辐射边，所述第二引向振子相对于第二矩形金属片设置在第二L型金属片的另一侧，与第四金属臂平行且之间有一定距离；

两个所述辐射边构成偶极子辐射单元(6)；

所述第一L型金属片和第二L型金属片的开口方向相反，即两者的辐射边指向相反。

3.根据权利要求2所述的基于低剖面馈电结构的宽带端射圆极化天线，其特征在于，所述第一矩形金属片长边的中心轴、第一金属臂的中心轴以及第一引向振子的中心轴同轴设置，所述第二矩形金属片长边的中心轴、第三金属臂的中心轴以及第二引向振子的中心轴同轴设置。

4.根据权利要求2所述的基于低剖面馈电结构的宽带端射圆极化天线，其特征在于，所述偶极子辐射单元(6)和线性渐变槽辐射单元共同由低剖面基片集成波导SIW进行馈电，所述低剖面基片集成波导SIW由第一矩形金属片、第二矩形金属片、两矩形金属片之间的金属通孔以及SIW端口构成。

5.根据权利要求4所述的基于低剖面馈电结构的宽带端射圆极化天线，其特征在于，所述低剖面基片集成波导SIW的剖面高度仅为0.056λ₀，λ₀为工作频段中心频点的空气波长。

6.根据权利要求1所述的基于低剖面馈电结构的宽带端射圆极化天线，其特征在于，所述顶部金属辐射块(1)、底部金属辐射块(5)为楔形结构。

7.基于权利要求1至6任意一项所述的基于低剖面馈电结构的宽带端射圆极化天线的天线阵列，其特征在于，所述天线阵列包括2^N个宽带端射圆极化天线单元，采用1分2^N低剖面SIW等功率分配器(8)对2^N个宽带端射圆极化天线单元进行馈电，SIW等功率分配器(8)的2^N个输出口与2^N个宽带端射圆极化天线单元的输入口相连。

8.根据权利要求7所述的天线阵列，其特征在于，该天线阵列的每个端射圆极化天线单元输入口设有一阶感性窗(9)，对整体天线阵列的阻抗匹配进行调整。

9.根据权利要求8所述的天线阵列，其特征在于，所述阵列天线结构可扩展至1×2^N，N≥2。