[发明专利]非互易性相控阵天线单元、天线及控制方法

说明书

本发明提供了一种非互易性相控阵天线单元、天线及控制方法，该非互易性相控阵天线单元包括：分别印刷在介质基板两侧的顶层和底层，其中，顶层包括馈电网络和与馈电网络连为一体的谐振贴片，所述馈电网络包括分别设于馈电网络不同位置的第一馈电点、第二馈电点、第三馈电点和第四馈电点，所述馈电网络用于馈入射频信号；底层包括4个调制信号电路，每个调制信号电路包括共面波导，所述共面波导用于馈入低频调制信号；馈电网络的每个馈电点分别与一个调制信号电路连通，每个调制信号电路的共面波导馈入的低频调制信号用于加载至对应的馈电点。本发明可以在无磁性材料偏置的情况下实现极化和方向图的非互易性。

技术领域

本发明涉及相控阵天线领域，尤其涉及一种非互易性相控阵天线单元、天线及控制方法。

背景技术

相控阵天线通过控制供给至各天线单元的射频信号的相位，可以实现波束扫描。受限于时间反演对称性，传统的相控阵天线的发射方向图和接收方向图相同，并且发射状态时的极化与接收状态时的极化相同。

人们往往依赖于铁氧体等磁性材料和外加永磁铁的方式来实现电磁波的非互易性传输，设计实现诸如隔离器和环形器等非互易性器件。然而磁性材料与集成电路无法兼容，从而难以实现器件的集成化，同时外加永磁铁使这些器件存在体积大和损耗高等缺点。

因此，目前缺乏一种能够与集成电路兼容的非互易性相控阵天线，以实现极化和方向图的非互易性。

发明内容

本发明实施例提出一种非互易性相控阵天线单元，用以在无磁性材料偏置的情况下实现极化和方向图的非互易性，该非互易性相控阵天线单元包括：

分别印刷在介质基板两侧的顶层和底层，其中，

顶层包括馈电网络和与馈电网络连为一体的谐振贴片，所述馈电网络包括分别设于馈电网络不同位置的第一馈电点、第二馈电点、第三馈电点和第四馈电点，所述馈电网络用于馈入射频信号；

底层包括4个调制信号电路，每个调制信号电路包括共面波导，所述共面波导用于馈入低频调制信号；

馈电网络的每个馈电点分别与一个调制信号电路连通，每个调制信号电路的共面波导馈入的低频调制信号用于加载至对应的馈电点。

本发明实施例提出一种非互易性相控阵天线，用以在无磁性材料偏置的情况下实现极化和方向图的非互易性，该非互易性相控阵天线包括：多个上述的非互易性相控阵天线单元。

本发明实施例提出一种非互易性相控阵天线的控制方法，用以在无磁性材料偏置的情况下实现极化和方向图的非互易性，该控制方法用于上述非互易性相控阵天线，包括：

对所述天线中的每个天线单元，在第一馈电点处加载频率为f_m和相位为α₁的低频调制信号，在第二馈电点处加载频率为f_m和相位为α₂的低频调制信号，在第三馈电点处加载频率为f_m和相位为α₁+180°的低频调制信号，在第四馈电点处加载频率为f_m和相位为α₂+180°的低频调制信号，在馈电网路馈入频率为f₀的射频信号；控制第一相位和第二相位，实现极化的非互易性；