[发明专利]一种宽带圆极化波导天线及其天线阵列

权利要求书

1.一种宽带圆极化波导天线，其包括辐射层（1）、腔体层（2）、馈电网络层（3），辐射层（1）背向腔体层（2）的一侧上设置呈阵列式排布的8×8个辐射单元（5），8×8个辐射单元（5）分成四组辐射单元组，每组辐射单元组内包括呈阵列式排布的4×4个辐射单元（5），其特征在于：还包括圆极化网络层（4）；辐射层（1）、腔体层（2）、馈电网络层（3）、圆极化网络层（4）依次层叠为多层层叠的结构；每个辐射单元（5）包括具有对称双脊（61）的圆形脊开口波导（6）和开设在圆形脊开口波导（6）的底壁（62）上的耦合馈电直缝隙一（7），双脊（61）位于耦合馈电直缝隙一（7）的相对两侧，且双脊（61）的垂直连线与耦合馈电直缝隙一（7）呈45度夹角；以任一组辐射单元组为定点参考，其余三组辐射单元组在逆时针或顺时针方向上依次旋转了90度、180度、270度；电磁波通过圆极化网络层（4）被分为相位依次相差0度、90度、180度、270度的四路电磁信号再进入馈电网络层（3），通过激发腔体层（2）去激发辐射层（1）上的对应相位的各个辐射单元（5）；

腔体层（2）包括呈阵列式排布的4×4个矩形腔体（8），每个矩形腔体（8）对应呈阵列式排布的2×2个辐射单元（5），每个矩形腔体（8）的腔底开设耦合馈电直缝隙二（9），耦合馈电直缝隙二（9）平行于相应辐射单元（5）的耦合馈电直缝隙一（7）；

馈电网络层（3）包括四个一分四波导功分器（10），每个一分四波导功分器（10）对应呈阵列式排布的2×2个矩形腔体（8）；

相邻两个辐射单元（5）之间的间距为0.5λ_h<dx=dy<λ_h，其中，λ_h为天线的工作频宽内最高频率的自由空间波长，dx为同一行上的相邻两个辐射单元（5）之间的间距，dy为同一列上的相邻两个辐射单元（5）之间的间距。

2.如权利要求1所述的宽带圆极化波导天线，其特征在于：圆极化网络层（4）包括采用90度电桥构成的一分四功分网络（11）。

3.如权利要求2所述的宽带圆极化波导天线，其特征在于：一分四功分网络（11）采用矩形波导管（12）中心馈电。

4.如权利要求1所述的宽带圆极化波导天线，其特征在于：耦合馈电直缝隙一（7）的长度Ls和宽度Ws满足：Ls=0.5λ₀，0.1λ₀≤Ws≤0.125λ₀，其中，λ₀为中心频率自由空间波长。

5.如权利要求1所述的宽带圆极化波导天线，其特征在于：圆形脊开口波导（6）的脊（61）的宽度Rw和高度Rh满足：0.5mm<Rw<Ø，0.5mm<Rh<0.5Ø，其中，Ø为圆形脊开口波导（6）的直径且Ø=0.7λ₀，λ₀为中心频率自由空间波长。

6.如权利要求2所述的宽带圆极化波导天线，其特征在于：耦合馈电直缝隙二（9）的长度Lc和宽度Wc满足：Lc=0.5λ₀，0.1λ0≤Wc≤0.125λ₀，λ₀为中心频率自由空间波长。

7.一种宽带圆极化波导天线阵列，其包括N×N个天线，N为正整数；其特征在于：该天线为如权利要求1至6中任意一项所述的宽带圆极化波导天线。