[发明专利]一种水平极化/圆极化可重构船舶雷达天线

说明书

本发明公开了一种水平极化/圆极化可重构船舶雷达天线，包括介质基板、第一开缝贴片、第二开缝贴片、金属短路针、金属地板、可重构馈电网络。该结构利用基片集成波导结构，减小了船用雷达天线阵的尺寸和成本；行波结构增加了雷达天线阵的阻抗带宽；第一开缝贴片的纵向缝隙辐射垂直极化波，第二开缝贴片的“V”型缝隙辐射水平极化波，二者同时辐射合成为圆极化波；纵向缝隙和“V”型缝隙的馈电满足泰勒分布，从而减小了副瓣电平；通过控制两个射频开关电路的通断，可以实现天线阵水平极化和右旋圆极化的切换，可以适应不同的应用场景；此外，该天线阵具有结构紧凑、体积小、重量轻、成本低等特点。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种水平极化/圆极化可重构船舶雷达天线。

背景技术

船用雷达天线的极化方式多为水平极化和圆极化。与垂直极化天线相比，水平极化天线可以减小海浪杂波的影响，因此得到广泛应用，但是其抗雨雾干扰的能力较弱。圆极化天线抗雨雾干扰能力较强，因此在船舶雷达中也得到了广泛应用。综上所述，水平极化天线和圆极化天线在船舶雷达中各有不同的应用场合。因此，为了使船舶雷达天线能够适应不同的应用环境，需要两副极化方式不同的天线，从而导致了系统体积和成本的增加。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种水平极化/圆极化可重构船舶雷达天线，包括介质基板、第一开缝贴片、第二开缝贴片、金属短路针、金属地板、可重构馈电网络；

所述第一开缝贴片包括开在贴片上的十二个结构相似的矩形缝隙Ⅰ和两个相同的微带过渡结构Ⅰ；所述十二个结构相似的矩形缝隙Ⅰ依次位于第一开缝贴片纵向中心线的两侧；所述微带过渡结构Ⅰ包括50欧姆微带线Ⅰ和梯形微带线Ⅰ；

所述第一开缝贴片位于介质基板的上表面；

所述第二开缝贴片包括开在贴片上的十个结构相似的“V”型缝隙Ⅰ和两个相同的微带过渡结构Ⅱ；所述十个结构相似的“V”型缝隙Ⅰ位于第二开缝贴片的纵向中心线上，相邻“V”型缝隙反向；所述微带过渡结构Ⅱ包括50欧姆微带线Ⅱ和梯形微带线Ⅱ；

所述第二开缝贴片位于介质基板的上表面。

所述金属短路针穿过介质基板，将第一开缝贴片、第二开缝贴片和金属地板连接起来；所述金属短路针包括短路针组合Ⅰ～短路针组合Ⅲ；所述金属短路针中所有短路钉都相同，如短路钉Ⅰ；所述短路针组合Ⅰ和短路针组合Ⅱ关于第一开缝贴片的纵向中心线呈中心对称；所述短路针组合Ⅱ和短路针组合Ⅲ关于第二开缝贴片的纵向中心线呈中心对称；

所述金属地板位于介质基板的下表面；

所述可重构馈电网络包括不等分威尔金森功分器、第一并联型射频开关电路、第二并联型射频开关电路、50欧姆输出端口Ⅰ、50欧姆输出端口Ⅱ；

所述不等分威尔金森功分器包括50欧姆输入端口、第一传输线、第二传输线、第三传输线、第四传输线、50欧姆微带线Ⅲ、50欧姆微带线Ⅳ、隔离电阻；

所述隔离电阻的一端和第三传输线并联，另一端和第四传输线并联；

所述第一并联型射频开关电路包括第一PIN二极管、第一隔直电容、第二隔直电容、第一扼流电感、第一限流电阻、第一直流电源；

所述第一隔直电容串联在50欧姆微带线Ⅲ和第二隔直电容之间；所述第二隔直电容串联在第一隔直电容和50欧姆输出端口Ⅰ之间；所述第一PIN二极管的正极并接在第一隔直电容和第二隔直电容之间，负极与地相连；所述第一扼流电感的一端并接在第一隔直电容和第二隔直电容之间，另一端与第一限流电阻相连；所述第一限流电阻的一端与第一扼流电感相连，另一端与第一直流电源的正极相连；所述第一直流电源的正极与第一限流电阻相连，负极与地相连；

所述第二并联型射频开关电路包括第二PIN二极管、第三隔直电容、第四隔直电容、第二扼流电感、第二限流电阻、第二直流电源；