[实用新型]Ka波段宽角扫描圆极化微带天线阵

说明书

技术领域

本实用新型涉及卫星通信天线技术。

背景技术

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的通信。

星载天线是通信卫星有效载荷的重要组成部分，对整个卫星通信系统的性能有着极其重要的影响。其中，宽波束(2θ_0.5＞90°)宽角圆极化天线以其独有的无需极化跟踪、可接受任意极化来波，宽角范围内极化失配损耗小等优良特性，在移动卫星系统，机载雷达系统等领域有着巨大的应用潜力。

同时，星载天线和尖端雷达等在寻的过程中，常常期望波束扫描方向不断改变，且能覆盖较大的扫描空间，因此对天线方向图的扫描角度提出了更高的要求。数字多波束扫描天线阵，能自适应地改变波束位置对目标进行搜索和跟踪，能灵活地控制波瓣，能识别目标，同时具有传输数据率高、扫描速度快和抵抗有害环境条件的能力。

目前使用的数字多波束天线阵多采用缝隙阵和喇叭阵，这种阵列天线存在的缺点是不仅体积大，重量超标，而且波束扫描范围小，一般在±20°左右，超过这个范围以后，就会出现大的栅瓣，主波束的增益也显著下降。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种Ka波段宽角扫描圆极化微带天线阵，具有体积小、重量轻、小型化、扫描角度宽的特点。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是，Ka波段宽角扫描圆极化微带天线阵，其特征在于，由M×N个天线单元构成，M、N为整数，且M≥1，N≥2。所述天线单元包括天线部分和基座部分，天线部分安装于基座部分上，所述天线部分包括：

第一天线基板，其正面设置有第一巴伦馈线，其反面设置有第一微带偶极子线，第一巴伦馈线与第一信号连接端连接；

第二天线基板，其正面设置有第二巴伦馈线，其反面设置有第二微带偶极子线，第二巴伦馈线与第二信号连接端连接；

第一天线基板与第二天线基板安装于天线地板上，第一天线基板与第二天线基板相交；

天线地板，其上设置有地板接地线；

天线地板上还设置有4根金属寄生棒，分别位于第一天线基板的两端和第二天线基板的两端；

第一巴伦馈线和第二巴伦馈线相互绝缘；

所述基座部分包括基座，其内设置有馈电网络电路，所述馈电网络电路包括一个分支线耦合器，分支线耦合器具有两个天线连接端，分别连接到第一信号连接端和第二信号连接端，分支线耦合器还具有一个负载连接端和外部连接端。

所述馈电网络电路包括：

顺次串联的第一阻抗段、第二阻抗段、第三阻抗段，

顺次串联的第四阻抗段、第五阻抗段、第六阻抗段，

位于第一连接点和第三连接点之间的第七阻抗段；

位于第二连接点和第四连接点之间的第八阻抗段；

第一连接点为连接第一阻抗段和第二阻抗段的连接点，

第二连接点为连接第二阻抗段和第三阻抗段的连接点，

第三连接点为连接第四阻抗段和第五阻抗段的连接点，

第四连接点为连接第五阻抗段和第六阻抗段的连接点。

进一步的，N＝2ⁿ，n为大于3的整数，例如，n＝4时，N＝16。

进一步的，第一天线基板的正面垂直于第二天线基板的正面。第一天线基板的正面和第二天线基板的正面皆垂直于天线地板。4根金属寄生棒皆垂直于天线地板。所述第一信号连接端和第二信号连接端皆为同轴线。所述第一天线基板和第二天线基板皆为矩形平板，且皆在第一天线基板和第二天线基板的交叉区处设置有开口。

所述第一巴伦馈线包括相连接的低阻抗区和高阻抗区，高阻抗区跨过交叉区；所述第二巴伦馈线包括相连接的低阻抗区和高阻抗区，高阻抗区跨过交叉区。

地板接地线与第一微带偶极子线、第二微带偶极子线连接，第一信号连接端和第二信号连接端的同轴线的屏蔽层与地板接地线连接。

对本文中“交叉区”的解释：两个相互交叉的平板，等效于两个相互交叉的长方体，在交叉处有一部分在空间上同属于两个长方体，本文将此部分称为“交叉区”。

本实用新型的天线基板最好是采用PC板。PC板包括正面、反面和周围的侧面，通常正面和反面的面积远大于任何一个侧面，以PCB板为例，正面或反面为覆铜的表面。