[发明专利]一种Ku/Ka波段频率可重构微带阵列天线

说明书

本发明涉及一种Ku/Ka波段频率可重构微带阵列天线，由上至下依次包括第一层介质基板、中层地板、第二层介质基板，第一层介质基板上表面设有辐射贴片天线阵列，第二层介质基板下表面设有微带馈电网络，其中，辐射贴片天线阵列包括M*N个等间距排列的辐射贴片天线单元，所述每个辐射贴片天线单元均分别通过贯穿第一层介质基板、中层地板以及第二层介质基板的金属探针与微带馈电网络连接。本发明可用于近程探测，工作频段为Ku和Ka波段，并且在两个频段上拥有较宽的阻抗带宽和波束宽度，同时具有良好的辐射增益和方向图。

技术领域

本发明属于阵列天线技术领域，具体涉及一种Ku/Ka波段频率可重构微带阵列天线。

背景技术

在日新月异的信息技术领域里，无线通信技术己经成为不可或缺的信息交流手段，应用领域不断扩大，是当今发展速度最快的工程技术之一。无线通信技术不光在导弹制导、微波遥感、卫星和雷达通信等军事领域得到了广泛应用，同时，也在物联网、移动通信、无线局域网等民用领域得到了迅速发展和广泛应用。无线通信系统正在其低成本、移动性强等优点在整个通信系统中占据着越来越重要的位置。可重构天线的研究旨在寻找一种天线设计方案，该方案能够将许多天线的功能融合于同一天线或阵列天线中，从而用一个天线就可以满足系统所有收发信号的需求。在无线通信系统受限的空间内，可重构天线可以有效地利用频率和空间资源，一方面通过天线资源自适应配置，大大提高通信系统的传输容量，另一方面通过天线结构的可重构，满足通信系统多通信业务的融合。具有频率可重构功能的天线，其工作频率就可以在一定的频带范围内具有连续或离散可调能力，同时天线的辐射方向图，极化特性基本保持不变。现有频率可重构天线的馈电方式基本使用同轴馈电，使用此馈电方式，天线单元不易组成阵列天线，并且单个频率可重构天线的辐射增益很小，不能满足实际应用要求。

发明内容

本发明提出一种Ku/Ka波段频率可重构微带阵列天线，针对工作频段为Ka和Ku波段的近程探测。

为达到以上目的，本发明的技术方案为：一种Ku/Ka波段频率可重构微带阵列天线，由上至下依次包括第一层介质基板、中层地板、第二层介质基板，第一层介质基板上表面设有辐射贴片天线阵列，第二层介质基板下表面设有微带馈电网络，其中，辐射贴片天线阵列包括M*N个等间距排列的辐射贴片天线单元，所述每个辐射贴片天线单元均分别通过贯穿第一层介质基板、中层地板以及第二层介质基板的金属探针与微带馈电网络连接，并且金属探针与中层地板绝缘。

优选地，所述每个辐射贴片天线单元由一个圆形贴片嵌套一个方形贴片组成，所述方形贴片中间设有开槽，所述圆形贴片与方形贴片通过8个射频开关元件连接。

进一步地，所述射频开关元件焊接在圆形贴片和方形贴片之间的缝隙上，所述射频开关元件焊接在方形贴片中间开槽的缝隙上，其边缘与方形贴片边缘重合。

优选地，所述微带馈电网络主馈线的形状为矩形。

优选地，所述微带馈电网络主馈线的一端通过集总激励端口与中层地板连成一体。

优选地，所述微带馈电网络的主馈线通过两个PIN二极管与阻抗匹配贴片连接，用于改变阵列天线的阻抗匹配。

优选地，所述每个金属探针的外表面与方形贴片中间槽线相切。

本发明与现有技术相比较，具有如下显著优点：

(1)本发明的Ku/Ka波段频率可重构微带阵列天线的工作频段为Ku和Ka波段，跳变的频段范围比较大。

(2)本发明的Ku/Ka波段频率可重构微带阵列天线拥有较大的阻抗带宽和较高的辐射增益，具有良好的辐射特性，能够满足实际应用的需求。

(3)本发明的Ku/Ka波段频率可重构微带阵列天线通过在馈电网络主馈线上改变天线的阻抗匹配，使用同一个馈电网络实现频率可重构，而且天线的尺寸较小。

附图说明