[实用新型]一种双圆极化辐射单元及平板阵列天线

说明书

本实用新型公开了一种双圆极化辐射单元及平板阵列天线，该天线由多个在同一平面上排布的天线单元共同组成，而天线单元又是由同平面排布的辐射单元构成，该辐射单元由上到下依次为辐射贴片层、缝隙耦合层和馈电网络层，其中，辐射贴片层上的馈电单元为向左、向右的十字形耦合缝隙，分别构成双圆极化中的左旋圆极化和右旋圆极化，并且排列的左旋圆极化和右旋圆极化分别对应到的缝隙耦合层凹槽形成辐射单元，而缝隙耦合层与馈电网络层匹配的每个凹槽构成功分馈电网络，使辐射单元之间形成串馈、并馈或串/并馈的方式进行信号的辐射传导，从而达到在Ku、Ka等高频波段下天线高效且小损耗工作的目的。

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种双圆极化辐射单元及平板阵列天线。

背景技术

卫星通信在防灾救灾、对地观测、民用通信、军事指挥等方面有着重要的应用。近年来，随着科技的不断发展，应用于卫星通信的天线呈现出工作频段逐渐由低频向Ka波段等高频段迁移以及满足卫通天线的高增益需求。

目前，双圆极化平板阵列天线已是天线研究的新方向，所谓的阵列不是简单的将天线排成熟悉的阵列的样子而是它的构成是阵列形式。双圆极化平板阵列天线的天线单元的选取和设计在阵列设计中尤为重要，其特征极大地限制了整个阵列的实现性能，传统平板阵列天线利用印刷电路技术、波导技术、微带几何结构，通过馈电网络连接，使得天线的电磁辐射特性能够符合期望特性。在现有技术方案中，常用的双圆极化平板阵列天线可选择的天线单元形式有微带和波导缝隙天线等，但由于天线一般工作在C、Ku、Ka等波段，微带天线的损耗大、辐射效率低。而波导裂缝天线尽管可在Ku、Ka等高频波段高效率的工作，但是要形成双极化却非常困难。

有鉴于此，有必要提供一种损耗小及可在Ku、Ka等高频波段高效率工作的双圆极化平板阵列天线。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双圆极化辐射单元及平板阵列天线，该天线由多个在同一平面上排布的天线单元共同组成，通过将辐射贴片层上的馈电单元设置为向左、向右的十字形耦合缝隙，使其分别构成双圆极化中的左旋圆极化和右旋圆极化，并且排列的左旋圆极化和右旋圆极化分别对应到的缝隙耦合层凹槽形成辐射单元，而缝隙耦合层与馈电网络层匹配的每个凹槽构成功分馈电网络，使辐射单元之间形成串馈、并馈或串/并馈的方式进行信号的辐射传导，从而达到在Ku、Ka等高频波段下天线高效且小损耗工作的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种双圆极化辐射单元，包括：

辐射单元，所述辐射单元包括由上到下依次排列的辐射贴片层、缝隙耦合层和馈电网络层；

所述辐射贴片层上设有十字形耦合缝隙，所述缝隙耦合层的正面及背面分别设置有与所述十字形耦合缝隙和所述馈电网络层的功分馈电网络互相匹配的空腔。

在本方案中辐射贴片层上设置有向左、向右的十字形耦合缝隙，该十字形耦合缝隙分别构成双圆极化中的左旋圆极化和右旋圆极化，并且排列的左旋圆极化和右旋圆极化分别对应到缝隙耦合层正面的空腔形成辐射单元，而缝隙耦合层背面与馈电网络层匹配的每个空腔构成功分馈电网络，使辐射单元之间形成串馈、并馈或串/并馈的方式进行信号的辐射传导。

作为所述双圆极化辐射单元的进一步技术方案，所述十字形耦合缝隙包括第一微带线和第二微带线，所述第一微带线和所述第二微带线十字交叉,所述第一微带线和所述第二微带线为两条长宽不完全相同的长条矩形。

在本方案中由于相同贴片尺寸，长条矩形槽开的越长，天线的谐振频率越低，即改变槽的长度对改变天线的谐振频率有明显的效果，而且长条矩形槽的宽度也对天线的谐振频率有影响，槽越宽，天线的谐振频率越低，因此将第一微带线和所述第二微带线设置为两条长宽不完全相同的长条矩形并十字交叉形成双圆极化，可根据实际需求对微带线长宽进行调整以达到较佳的谐振频率。