[发明专利]高增益双线极化或双圆极化波导阵列天线制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信广播及测控领域中的一种高增益双线极化或双 圆极化波导阵列天线制造方法，特别适用于工作在双线极化或双圆极 化应用情况下的各种卫星通信或单收站天线的制造。

背景技术

通常电视直播卫星或通信广播卫星都工作在双线极化或双圆极 化状态，而目前使用的平板阵列天线大都工作在单线极化或单圆极化 状态，为完成双极化的接收一般采取两种办法完成：

一是采用机械控制的方法，即天线平常处于接收水平方向极化状 态，当需要接收垂直方向极化时，天线利用旋转机构人工或电动转动 90度。它的不足之处在于结构复杂，需要控制和转动机构，而且双 极化不能同时兼容。

二是用两副天线分别接收两种极化信号，根据需要采用电子开关 切换极化状态。它的不足之处在于天线占用体积大，成本高，等效口 面效率低。

中国专利号为02805774.0、名称为《波导缝隙天线及其制造方 法》专利中公开了一种波导缝隙天线，中国专利号为200520110435.8、 名称为《高增益波导喇叭阵列平板天线》专利中公开了一种高增益波 导喇叭阵列平板天线，这两种天线均具有高增益的特性，但这两种天 线存在共同的不足之处：①辐射喇叭口、天线腔体、辐射缝隙均为导 管结构，只能激励起单个极化的电磁信号；②两专利均只有一层馈电 线路，每层只能传输一个极化的电磁信号，双圆极化与双线极化均不 能同时传输，天线只能单线极化工作。

PCT中分类号(International patent classification)H01Q /13/10，21/00题目为DUAL POLARIZED SLOTTED ARRAY ANTENNA专 利，它采用两种单极化波导缝隙天线组阵的形式，天线存在分层结构 复杂，口面利用效率低等缺点。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种 采用正方形或圆形波导谐振腔馈电方式，能进行双极化电磁信号辐射 的高增益双线极化或双圆极化波导阵列天线制造方法。本发明还具有 当天线需要工作在圆极化时，可以增加圆极化器，实现双圆极化辐射， 且馈电效率高、结构紧凑、低加工成本等特点。

本发明的目的是这样实现的，包括步骤：

①根据工作频率设计辐射层1，辐射层1根据天线增益的要求 设计M×N个辐射单元11的阵列辐射口面，M或N为大于1的自然 数，在每个辐射单元11上表面设计1至16个辐射口12，每个辐射 单元11下表面设计谐振腔体13，辐射口12与谐振腔体13之间设计 第一耦合通孔14；

②根据电磁耦合和波导传输线的原理设计水平极化或圆极化 馈电波导层2，在水平极化或圆极化馈电波导层2上表面设计第二耦 合通孔21，第二耦合通孔21与辐射层1下表面的谐振腔体13相对 应，第二耦合通孔21下方设计波导孔22，第二耦合通孔21与波导 孔22之间对应连接，水平极化或圆极化馈电波导层2下表面设计第 一波导凹槽23，波导孔22侧壁上设计第三耦合通孔24，耦合波导馈 电网络的水平极化信号，第三耦合通孔24与第一波导凹槽23相连接， 第一波导凹槽23的弯角处设计过渡台阶25，波导孔22的另外侧壁 设计水平耦合探针26、垂直耦合探针27，水平耦合探针26、垂直耦 合探针27耦合微带线馈电网络、或带状线馈电网络的水平极化与垂 直极化信号；

③根据电磁耦合和波导传输线的原理设计垂直极化馈电波导 层3，在垂直极化馈电波导层3的上表面设计第二波导凹槽31，垂直 极化馈电波导层3下表面设计第三波导凹槽32，第二波导凹槽31与 水平极化或圆极化馈电波导层2下表面的第一波导凹槽23相对应， 第二波导凹槽31的末端设计耦合孔35，耦合孔35与水平极化或圆 极化馈电波导层2下表面设计的波导孔22相对应，第三波导凹槽32 末端设计耦合孔33，耦合孔33与耦合孔35之间设计过渡台阶34， 第三波导凹槽32的弯角处设计过渡台阶36；

④根据电磁耦合和波导传输线的原理设计垂直极化馈电波导 盖板4，在垂直极化馈电波导盖板4上表面设计第四第四波导凹槽41， 第四波导凹槽41与垂直极化馈电波导层3下表面的第三波导凹槽32 相对应，第四波导凹槽41的弯角处设计过渡台阶42，垂直极化馈电 波导盖板4下表面设计平板结构；