[发明专利]一种新型结构的L与X波波段共口径天线

说明书

该发明公开了一种新型结构的L与X波波段共口径天线，属于雷达技术，无线通信技术领域。本发明天线基板中间的是一层带阻性的频率选择表面，其只对X波段的电磁波具有反射特性，但是对其他频段的电磁波具有透射性能，因此可以作为X波段天线的反射地板。本发明通过设计四种不同的馈电网络，从而可以实现X波段天线旋转不同的角度,其极化方向可以与低频背腔天线极化平行，也可以垂直。并且在两种极化方式下，共口径天线都能正常工作，因此可以增加天线系统的极化丰富度，可以实现多极化辐射，增加天线系统的有效信息量，并且X波段是平面结构的多层PCB可模块化制作的天线拥有加工方便、结构简单、易于组装、机械强度高等优点。

技术领域

本发明属于雷达技术，无线通信技术领域，相控阵天线，特别涉及宽带、共口径天线，适用于微波、毫米波等雷达和通信系统中

背景技术

随着雷达观测目标种类的增多以及近十年来无线通信的快速发展，对相控阵天线的要求也越来越高，对小型化、多极化、宽频带、大角度扫描及多波段的天线需求也越来越多。然而飞机、船舶、车辆这些移动终端往往面临着空间可用大小有限、空间表面形状不规则的问题，所以对提高有限空间的利用率提出了更高的要求，这就极大的约束了天线的形状、物理尺寸以及整体重量。另一方面，尽管能同时把多副不同天线安装在一个狭小的物理空间内，它们之间的电磁耦合却不可忽略，从而导致天线间相互干扰，影响所有天线的性能。

共口径天线是由多副天线(多个不同结构形式的天线，而不是说传统天线阵列中形式与结构相同的天线单元)组成并且共用同一口径面的天线，与多副独立放置的天线相比，共口径天线大大节省了天线占用的空间，在无线通信系统中，共口径天线的需求也不断增加。

由于共口径天线的设计是把多副天线安装在同一狭小空间内，通常天线之间会产生较强的电磁耦合，影响天线相互之间的正常工作，从而导致一些天线性能的恶化。所以合理地解决各个天线之间的电磁耦合是共口径天线设计的难点和关键，否则就丧失了共口径天线的优势。目前共口径天线的发展趋势是宽角扫描、多极化、小型化和宽频带等。多种极化方式的应用，能够在增加天线系统的有效信息量。同时设计水平极化和垂直极化的馈电网络，可以实现天线的多极化辐射。但极化之间的影响也会影响各个波段天线之间的性能，带来的是更大的设计难度。

综上所述，设计具有宽带、多极化等功能的的共口径天线是具有很大难度的。本发明正是针对这些关键问题而提出。

发明内容

本发明的目的在于:针对上述问题,提供出一种新型的结构的L/X波段共口径天线设计,实现了L/X波段的共口径天线。并且具有多种极化方式的应用。

为了实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:一种新型结构的L/X波段共口径天线，其中L波段天线采用金属背腔天线，X波段天线采用长槽天线，共口径方式是将X波段天线加载至L波段天线的上方，为了抵消金属背腔对X波段天线的影响，在X波段与L波段天线之间加入一层频率选择表面(FSS)，该FSS的作用：对X波段的电磁波具有反射的功能，对其他波段的电磁波具有透射功能，从而抵消L波段金属背腔天线对X波段天线的影响。X波段天线的馈电同轴接头在最底层先接一段弯折微带线进行过渡，然后再接X波段天线的馈电柱，这样可以使得X波段天线单元的同轴接头可以避开L波段天线的背腔部分。实现多极化的方式是将X波段天线的阵面旋转任意角度，但是其馈电部分都可以不变，从而实现共口径天线的多极化功能。下面结合附图1与附图2来具体说明设计的共口径天线的结构。