[发明专利]一种宽带双层圆极化微带阵列天线

说明书

本发明公开了一种宽带双层圆极化微带阵列天线，包括下层辐射层、空气层、上层辐射层、馈电网络层和金属外壳，下层辐射层包括第一介质基板和位于第一介质基板上表面的8个下层金属圆形贴片；上层辐射层包括第二介质基板和位于第二介质基板上表面8个上层金属圆形贴片；上、下两层金属圆形贴片间采用旋转对称的馈电方式，第一介质基板下表面涂敷金属铜，并开设有8对放置同轴线的馈电孔；上层金属圆形贴片和下层金属圆形贴片同心放置，下层金属圆形贴片为激励单元，上层金属圆形贴片为寄生单元，所述两个金属圆形贴片形成两个谐振回路，二者间谐振频率一致。上述方案拓展了天线工作带宽，实现了通信天线的收发共用。

技术领域

本发明涉及一种宽带双层圆极化微带阵列天线，属于卫星通信领域中的天线技术领域。

背景技术

L/S频段卫星通信具有抗雨衰、终端体积小、不受恶劣天气影响的优点。采用L频段进行卫星通信的国外卫星移动通信系统，如海事卫星、欧星、铱星提供了高质量的通话、上网、传真、图片等，在国内外得到了广泛的应用。2016年8月，“天通一号”成功发射，这是我国首个卫星移动通信系统，该系统可以为车辆、飞机、船舶和个人等移动用户提供语音、数据等通信服务，因此有研制车、船载S频段卫星移动通信系统终端及天线的必要。

天线是卫星通信系统中的关键部件，用于接收并放大来自卫星的微弱小信号，同时将地面信号放大发送到卫星。天线的技术指标包括工作频段、增益、极化方式、极化隔离度、旁瓣、驻波等。天线的性能决定了通信系统通信信息速率和通信质量，因此S频段双层圆极化收发共用宽带天线是实现卫星移动通信系统终端的技术核心和关键。

该天线除具有高增益外，更关心天线的轻小，低剖面、便于安装等需求。与微带天线相比，螺旋天线尺寸高，难以满足低轮廓的需求，因此采用具有体积小、馈电方式灵活、具有薄型结构微带天线。

但是普通微带天线的带宽只有0.6％～3％，难以满足系统收发共用进行双向通信；同时要考虑系统高增益和低轴比的圆极化性能的要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，提供一种宽带双层圆极化微带阵列天线，以拓展天线工作带宽，实现通信天线的收发共用。

本发明的技术解决方案是：

一种宽带双层圆极化微带阵列天线，包括下层辐射层、空气层、上层辐射层、馈电网络层和金属外壳，下层辐射层包括第一介质基板和位于第一介质基板上表面的8个下层金属圆形贴片；上层辐射层包括第二介质基板和位于第二介质基板上表面8个上层金属圆形贴片；上、下两层金属圆形贴片间采用旋转对称的馈电方式，第一介质基板下表面涂敷金属铜，并开设有8对放置同轴线的馈电孔；上层金属圆形贴片和下层金属圆形贴片同心放置，下层金属圆形贴片为激励单元，上层金属圆形贴片为寄生单元，所述两个金属圆形贴片形成两个谐振回路，二者间谐振频率一致。

馈电网络层采用带状线结构的功分网络。

功分网络采用T型节等功率分配。

上层金属圆形贴片半径大于下层金属圆形贴片半径。

通过如下计算贴片半径：

f₀＝(f₀₁+f₀₂)/2 (1)

d_e1＝d₁，d_e2＝d₁+d₂+d₃ (4)