[发明专利]一种基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线

权利要求书

1.一种基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线，其特征在于，从下到上依次包括基片集成同轴线馈电网络(15)、SICL-to-GCPW转接结构(18)、接地共面波导馈电结构(14)、耦合缝隙层(13)、双层叠式阿基米德螺旋结构；

所述双层叠式阿基米德螺旋结构包括K和Ka波段底层螺旋臂和馈电直臂(12)、Ka波段螺旋臂馈电孔(17)、K波段螺旋臂馈电孔(16)、Ka波段顶层螺旋臂(11)和K波段顶层螺旋臂(10)；所述K和Ka波段底层螺旋臂和馈电直臂(12)通过K波段螺旋臂馈电孔(16)与K波段顶层螺旋臂(10)相连，所述K和Ka波段底层螺旋臂和馈电直臂(12)通过Ka波段螺旋臂馈电孔(17)与Ka波段顶层螺旋臂(11)相连；

电磁波经过所述基片集成同轴线馈电网络(15)，通过SICL-to-GCPW转接结构(18)至所述接地共面波导馈电结构(14)，再通过耦合缝隙层(13)耦合至K和Ka波段底层螺旋臂和馈电直臂(12)，最后由K波段顶层螺旋臂(10)和Ka波段顶层螺旋臂(11)辐射出去；所述K波段顶层螺旋臂(10)和所述Ka波段顶层螺旋臂(11)之间设有第一介质板(1)，所述Ka波段顶层螺旋臂(11)和所述K和Ka波段底层螺旋臂和馈电直臂(12)之间设有第二介质板(2)，所述耦合缝隙层(13)和所述接地共面波导馈电结构(14)之间设有第三介质板(3)，所述基片集成同轴线馈电网络(15)内部设有第四介质板(4)和第五介质板(5)。

2.根据权利要求1所述的基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线，其特征在于，所述基片集成同轴线馈电网络(15)为一分六十四路基片集成同轴线功分器。

3.根据权利要求1所述的基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线，其特征在于，所述K和Ka波段底层螺旋臂和馈电直臂(12)包括Ka波段底层馈电直臂(12a)、K波段底层馈电直臂(12b)、Ka波段的底层螺旋臂(12c)和K波段底层螺旋臂(12d)，K波段底层螺旋臂(12d)与K波段底层馈电直臂(12b)相连，并通过K波段螺旋臂馈电孔(16)与K波段顶层螺旋臂(10)相连；Ka波段的底层螺旋臂(12c)与Ka波段底层馈电直臂(12a)相连，并通过Ka波段螺旋臂馈电孔(17)与Ka波段顶层螺旋臂(11)相连。

4.根据权利要求1所述的基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线，其特征在于，所述双层叠式阿基米德螺旋结构采用嵌套技术整合在同一口径面内，实现共口径。

5.根据权利要求4所述的基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线，其特征在于，所述双层叠式阿基米德螺旋结构的旋转方向分别满足左手定则和右手定则，辐射左旋圆极化波和右旋圆极化波，实现极化正交。

6.根据权利要求1所述的基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线，其特征在于，多个相同的双层叠式阿基米德螺旋结构组成平面阵列，为优化所述平面阵列的辐射特性，在平面阵列的外围加入四圈哑单元，以减小边缘效应及降低栅瓣电平。

7.根据权利要求6所述的基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线，其特征在于，所述平面阵列外围的哑单元需要焊接匹配电阻，为减少引线，将相邻的十六个哑单元使用一分十六路基片集成同轴线功分器连接，在一分十六路基片集成同轴线馈电网络(15)的端口处使用SICL-to-GCPW转接结构(18)，便于焊接匹配电阻以实现阻抗匹配。

8.根据权利要求2或7所述的基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线，其特征在于，所述一分十六路和一分六十四路基片集成同轴线馈电网络加入SICL-to-GCPW转接结构(18)后，采用四面阶梯板的形式进行PCB加工。

9.根据权利要求1所述的基于层叠式阿基米德螺旋结构的毫米波共口径天线，其特征在于，所述第一介质板(1)和第二介质板(2)之间通过第一粘合层(6)压合，第二介质板(2)和第三介质板(3)之间通过第二粘合层(7)压合，第三介质板(3)和第四介质板(4)之间通过第三粘合层(8)压合，第四介质板(4)和第五介质板(5)之间通过第四粘合层(9)压合。