[发明专利]多频段共口径圆极化天线

说明书

本发明提供一种多频段共口径圆极化天线，涉及共口径天线技术领域。其包括大频比天线子阵、小频比天线子阵、上层介质基板、下层介质基板、通孔腔，以及馈电同轴；其中，大频比天线子阵和小频比天线子阵关于介质基板中心对称分布于上层介质基板和下层介质基板共同组成的双层介质基板上；而下层介质基板的介质层设置四个矩形金属屏蔽通孔腔，且该金属屏蔽通孔腔与下层介质基板的金属地相接；组成大频比天线子阵的一个低频微带贴片单元和一个高频微带贴片单元，以及组成小频比天线子阵的微带贴片单元均直接进行同轴馈电。本发明提出的多频段共口径圆极化天线结构紧凑、剖面较低、馈电简单、易于加工、工作频段灵活可选的优点。

技术领域

本发明涉及共口径天线技术领域，具体涉及一种多频段共口径圆极化天线。

背景技术

现代通信导航系统通常需要高密度集成大量不同功能的电子设备，为了使系统射频前端的体积减小、口径利用效率增加、集成度提高、重量成本降低，迫切希望在保证各分系统性能稳定的前提下，尽量将多频带、多极化、多工作方式的天线设计在同一口径面上，因此，共口径天线技术应运而生。

目前，常见的共口径相控阵天线多采用单层或叠层排布方式。其中，单层排布方式受限于各频段辐射单元物理面积，增加了系统的体积，降低了空间利用率，不满足现代通信导航系统小型化、多功能化的发展要求；叠层排布方式易于满足系统小型化的需求，但却增加了剖面高度，同时增加了电磁兼容的设计难度。此外，叠层设计的收发天线隔离度较差，会引起收发互扰，造成通信质量下降，且由于选择叠层共口径的体制，天线的工作频比受限；另外，复杂的馈电网络会引入额外的插损，造成天线辐射效率大幅降低。

由此可见，现有的共口径天线由于存在集成度低、高剖面、结构复杂、工作频段无法灵活选择等一个或者多个缺点，无法适应新一代通信导航系统对无源天线阵面的低剖面、轻量化、低成本、多功能一体化集成的技术要求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多频段共口径圆极化天线，解决了现有共口径天线无法科学合理地集成多种功能的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种多频段共口径圆极化天线，所述多频段共口径圆极化天线包括：

大频比天线子阵、小频比天线子阵、上层介质基板、下层介质基板、通孔腔，以及馈电同轴；

其中，所述大频比天线子阵和所述小频比天线子阵分布于上层介质基板和下层介质基板共同组成的双层介质基板上，且关于所述双层介质基板中心对称；

所述大频比天线子阵包括一个低频微带贴片单元和一个高频微带贴片单元，且所述低频微带贴片单元位于下层介质基板的上表面，所述高频微带贴片单元位于上层介质基板上表面；

所述小频比天线子阵包括四个位于下层介质基板上表面的第一中频微带贴片单元和四个位于上层介质基板上表面的第二中频微带贴片单元；

所述下层介质基板的介质层设置四个矩形金属屏蔽通孔腔，且所述金属屏蔽通孔腔与所述下层介质基板的金属地相接；

所述低频微带贴片单元、高频微带贴片单元、第一中频微带贴片单元，以及所述第二中频微带贴片单元通过馈电同轴直接进行同轴馈电。

优选的，所述上层介质基板和下层介质基板均为介电常数ε_r＝3.48的低损耗射频板材罗杰斯Ro4350b。

优选的，为了实现良好的匹配，所述低频微带贴片单元设置有低频馈电同轴；所述第一中频微带贴片单元设置有第一中频馈电同轴；所述第二中频微带贴片单元设置有第二中频馈电同轴；所述高频微带贴片单元设置有高频馈电同轴。