[发明专利]基于谐振模腔辐射的Ka波段双极化天线单元结构

说明书

本发明提供一种基于谐振模腔辐射的Ka波段双极化天线单元结构，包括：垂直极化馈电波导，水平极化馈电波导，耦合缝隙，谐振模腔及辐射缝隙，所述的垂直馈电波导和水平馈电波导使电磁波形成受约束的电磁波，并在耦合缝隙处耦合，进一步通过耦合缝隙耦合至辐射缝隙，谐振模腔与垂直极化馈电波导和水平极化馈电波导通过正交馈电实现双极化天线。本发明在双极化天线结构中引入谐振模腔辐射，可以降低天线的结构复杂程度，提高天线的性能，谐振模腔的引入同时减少了一级馈电网络，降低了馈线的整体损耗，同时保证了阵列的整体带宽。实现双极化，具有传输损耗小、回波损耗高、工作带宽宽、装卸容易、一致性好、便于加工的优点。

技术领域

本发明属于天线领域，特别是涉及一种双极化天线的改进结构。

背景技术

在通信领域，Ka波段是电磁频谱的微波波段的一部分，Ka波段的频率范围为26.5-40GHz，20GHz以上的毫米波波段应用中，由于天线单元的増益有限，为了获得更高的增益或者满足特定方向图的需求，经常采用对天线单元进行组阵的形式。但天线单元数目的增加，天线的馈电网络也相应增加，导致天线结构复杂，性能下降。

中国专利申请号2019104472409揭示了一种Ka波段驻波式串馈微带线阵天线、面阵天线及制作方法，微带线阵天线包括介质基板、接地层、主馈线、馈线以及串馈微带线阵，主馈线和串馈微带线阵均与介质基板上表面连接，接地层与介质基板下表面连接；串馈微带线阵包括第一阻抗变换匹配器以及若干阵元。微带面阵天线包括介质基板、接地层、主馈线、若干第二阻抗变换匹配器以及若干串馈微带线阵。主馈线、若干第二阻抗变换匹配器以及若干串馈微带线阵均与介质基板上表面连接，接地层与介质基板下表面连接；串馈微带线阵一端均开路，另一端均通过第二阻抗变换匹配器连接主馈线。主馈线上入射波和反射波叠加，实现驻波传输。该结构的结构复杂，并且不能实现双极化天线的某些特殊功能。

中国专利申请号2016102443605揭示了一种 Ka波段单圆极化天线，圆极化器包括三层，上两层为印制在介质基板上的微带贴片，第三层为低频圆极化背腔；圆极化器由在其下方的所述耦合腔进行耦合馈电。该技术方案只是实现单极化天线，但是不能实现双极化天线。

因此，有必要开发一种双极化天线单元结构，特别是一种基于谐振模腔辐射的Ka波段双极化天线单元。

发明内容

为了解决上述的双极化天线单元问题，本发明提供了一种基于谐振模腔辐射的Ka波段双极化天线单元，技术方案如下：

一种基于谐振模腔辐射的Ka波段双极化天线单元结构，包括：垂直极化馈电波导，水平极化馈电波导，耦合缝隙，谐振模腔及辐射缝隙，所述的垂直馈电波导和水平馈电波导使电磁波形成受约束的电磁波，并在耦合缝隙处耦合，进一步通过耦合缝隙耦合至辐射缝隙，谐振模腔与垂直极化馈电波导和水平极化馈电波导通过正交馈电实现双极化天线。

进一步的，所述的谐振模腔还可以是空气背腔。

进一步的，所述的辐射缝隙可以为矩形，椭圆形，T型，十字型，哑铃型的任一种。

进一步的，所述的耦合缝隙可以为矩形，椭圆形，十字型，哑铃型的任一种。

进一步的，所述的馈电波导可以为四周封闭的模腔，也可以周期性开缝。

进一步的，所述的谐振模腔可为四周封闭的模腔，也可以周期性开缝。

本发明在双极化天线结构中引入谐振模腔辐射，可以降低天线的结构复杂程度，提高天线的性能，谐振模腔的引入同时减少了一级馈电网络，降低了馈线的整体损耗，同时保证了阵列的整体带宽。实现双极化，具有传输损耗小、回波损耗高、较宽的工作带宽、装卸容易、一致性好、便于加工的优点。

附图说明

图1：本发明双极化天线单元结构的爆炸图。

图2：双极化天线单元腔体内磁场分布图。