[发明专利]宽带双频双圆极化小频比的微带天线阵列

摘要

本发明公开了一种宽带双频双圆极化小频比的微带天线阵列，包括介质基板11和设置在介质基板11上的2^N+1个子阵列，2^N个奇数序号子阵列工作在第一工作频率，2^N个偶数序号子阵列工作在第二工作频率，N为自然数，两个工作频率的子阵列交替排列。本发明采用分布参数的微带线设计，具有单层平面结构易加工、易集成、易组阵、成本低、损耗低、辐射特性好、稳定度高、适合大批量生产等优点，可应用于卫星通信等通信系统。

主权项

1.一种宽带双频双圆极化小频比的微带天线阵列，其特征在于：包括介质基板(11)和设置在介质基板(11)上的2^N+1个子阵列，其中2^N个奇数序号子阵列工作在第一工作频率，2^N个偶数序号子阵列工作在第二工作频率，N为自然数，两个工作频率的子阵列交替排列；每个奇数序号子阵列包括三个单元，每个单元包括第一微带线(5)、第二微带线(7)、第三微带线(8)、第一四分之一波长阻抗转换器(6)、第一方形微带天线(1)、第二方形微带天线(2)、第一窄型缝隙(3)和第二窄型缝隙(4)；所述第一四分之一波长阻抗转换器(6)的一端与第一微带线(5)的一端连接，第一四分之一波长阻抗转换器(6)的另一端分别与第二微带线(7)和第三微带线(8)的一端连接，第二微带线(7)和第三微带线(8)的另一端分别与第二方形微带天线(2)的上边中点和第一方形微带天线(1)的右边中点连接，所述第三微带线(8)比第二微带线(7)在工作频率处滞后90°电长度，所述第二方形微带天线(2)和第一方形微带天线(1)关于第一微带线(5)左右对称，所述第一窄型缝隙(3)刻画在第二方形微带天线(2)上，关于第二方形微带天线(2)中心点中心对称，且第一窄型缝隙(3)长度方向与水平方向夹角为+45°，所述第二窄型缝隙(4)刻画在第一方形微带天线(1)上，与第一窄型缝隙(3)关于第一微带线(5)左右对称；每个奇数序号子阵列的三个第一微带线(5)之间通过两个微带蛇形线移相器(9)串联，最后一个单元的第一微带线(5)通过一个第二四分之一波长阻抗转换器(10)与一个第四微带线(12)连接；每个偶数序号子阵列包括三个单元，每个单元包括第五微带线(13)、第六微带线(14)、第七微带线(15)、第三四分之一波长阻抗转换器(16)、第三方形微带天线(17)、第四方形微带天线(18)、第三窄型缝隙(19)和第四窄型缝隙(20)；所述第三四分之一波长阻抗转换器(16)的一端与第五微带线(13)的一端连接，第三四分之一波长阻抗转换器(16)的另一端分别与第六微带线(14)和第七微带线(15)的一端连接，第六微带线(14)和第七微带线(15)的另一端分别与第三方形微带天线(17)的上边中点和第四方形微带天线(18)的左边中点连接，所述第七微带线(15)比第六微带线(14)在工作频率处滞后90°电长度，所述第四方形微带天线(18)和第三方形微带天线(17)关于第五微带线(13)左右对称，所述第三窄型缝隙(19)刻画在第四方形微带天线(18)上，关于第四方形微带天线(18)中心点中心对称，且第三窄型缝隙(19)长度方向与水平方向夹角为+45°，所述第四窄型缝隙(20)刻画在第三方形微带天线(17)上，与第三窄型缝隙(19)关于第五微带线(13)左右对称；每个偶数序号子阵列的三个第五微带线(13)之间通过两个微带蛇形线移相器(9)串联，最后一个单元的第五微带线(13)通过一个第二四分之一波长阻抗转换器(10)与一个第四微带线(12)连接；当N＝1，两个奇数序号子阵列的第四微带线并联，两个偶数序号子阵列的第四微带线并联；当N≥2，相邻两个奇数序号子阵列为一组，两个奇数序号子阵列的第四微带线并联，构成2^N‑1个第一级奇数子阵列，2^N‑1个第一级奇数子阵列中相邻两个第一级奇数子阵列通过第二四分之一波长阻抗转换器、第四微带线进行并联，逐级并联直至构成1个第N级奇数子阵列；相邻两个偶数序号子阵列为一组，两个偶数序号子阵列的第四微带线并联，构成2^N‑1个第一级偶数子阵列，2^N‑1个第一级偶数子阵列中相邻两个第一级偶数子阵列通过第二四分之一波长阻抗转换器、第四微带线进行并联，逐级并联直至构成1个第N级偶数子阵列。