宽角扫描双线极化相控阵天线的制作方法

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本技术提供了一种宽角扫描双线极化相控阵天线，包括：交替设置的垂直极化波导缝隙天线和水平极化微带伞状振子天线；波导缝隙天线向自由空间辐射电场方向与缝隙垂直的垂直极化电磁波，微带伞状振子天线辐射电场方向与振子平行的水平极化电磁波。本技术中的两种极化天线分别在水平、垂直两个维度上扩展成阵列形式，相互间不占用面积，提升了口径利用效率，并且由于具有较小的单元间距，从而具备大角度扫描的能力；波导缝隙天线和其馈电网络的阵列平面在水平方向上，并作为微带振子天线的金属反射地板；微带振子天线的阵列平面在垂直方向上，并起到了降低波导缝隙天线单元间互耦的作用。

技术要求

1.一种宽角扫描双线极化相控阵天线，其特征在于，包括：交替设置的垂直极化波导缝隙天线和水平极化微带伞状振子天线；波导缝隙天线构成微带伞状振子天线的反射地板，

微带伞状振子天线构成波导缝隙天线单元间的隔离墙；波导缝隙天线向自由空间辐射电

场方向与缝隙垂直的垂直极化电磁波，微带伞状振子天线辐射电场方向与振子平行的水

平极化电磁波。

2.根据权利要求1的宽角扫描双线极化相控阵天线，其特征在于，垂直极化波导缝隙天线包括：辐射缝、辐射波导、耦合缝隙、合路波导和馈电探针；辐射缝设置在辐射波导

上，并沿辐射波导中心线交错排列，构成波导缝隙天线的辐射元；辐射波导为宽边单脊

波导，辐射波导的宽边尺寸与波束扫描要求相关；射频信号由射频接头通过馈电探针馈

入合路波导，合路波导用于通过工字形耦合缝隙将两段辐射波导的能量合为一路；耦合

缝隙设置在辐射波导上，用于将合路波导中的射频能量输送给辐射波导，并通过辐射缝

隙辐射入自由空间。

3.根据权利要求2的宽角扫描双线极化相控阵天线，其特征在于，垂直极化波导缝隙天线还包括：阻抗调谐块和阻抗阶梯变换段，阻抗调谐块为设置在合路波导非脊边上的矩形结构；阻抗阶梯变换段为设置在合路波导脊边上的两段圆形空腔结构；阻抗调谐块中心开孔，馈电探针通过阻抗阶梯变换段之后插入阻抗调谐块的孔内。

4.根据权利要求2的宽角扫描双线极化相控阵天线，其特征在于，辐射缝隙的数量为多个；耦合缝隙的形状包括：倾斜缝或者H形缝。

5.根据权利要求3的宽角扫描双线极化相控阵天线，其特征在于，阻抗调谐块的形状包括：方形、矩形、三角形、圆形、椭圆形、正多边形、不规则多边形中的任一种。

6.根据权利要求3的宽角扫描双线极化相控阵天线，其特征在于，阻抗阶梯变换段包括多段、多种尺寸。

7.根据权利要求1的宽角扫描双线极化相控阵天线，其特征在于，水平极化微带伞状振子天线包括：倾斜辐射振子、微带巴伦、隔离桩、带状线馈电网络；倾斜辐射振子和微带巴伦印刷于介质板两侧；隔离桩与微带振子位于介质板同侧；带状线馈电网络通过两面金属屏蔽层与波导缝隙天线相接触。

8.根据权利要求7的宽角扫描双线极化相控阵天线，其特征在于，隔离桩包括：方形、矩形、三角形中的任一种。

9.根据权利要求7的宽角扫描双线极化相控阵天线，其特征在于，带状线馈电网络包括：微带线形式。

技术说明书

宽角扫描双线极化相控阵天线

技术领域

本技术涉及无线通信技术领域，具体地，涉及宽角扫描双线极化相控阵天线。

背景技术

早期的合成孔径雷达(SyntheticAperture Radar，SAR)系统均采用单极化天线来发射、接收信号。因此，只能对地物在特定极化方式下的后向散射特性进行测量，而不能分析地表分布差异造成的去极化和交叉极化过程，其对地物信息的提取是不完全的。极化是电磁波的本质属性之一，是除频率、幅度和相位之外的又一维重要信息。地物目标的形状、方向和介电常数对极化均很敏感。为了克服这种成像体制的缺陷，国内外已发展出多种具备双极化或全极化观测能力的SAR系统，这其中最为关键的就是双线极化阵列天线系统。

目前双线极化天线的实现形式大概可以分为以下几类：

(1)纵向堆叠：天线单元多采用微带形式，在阵面法线方向上层叠不同极化形式的天线单元。其中，上层极化单元的馈电必须穿过下层极化单元，馈电网络复杂，不适用于阵列天线。

(2)横向平铺，相互嵌套：通常采用将高频单极化天线单元嵌套进低频正交极化单元中的形式，缺点是当应用于相控阵体制时，两种极化的天线扫描能力不能保持相同。若两种极化的天线单元同频，则会因为两种极化单元间距过小而出现隔离度下降的问题。

(3)横向平铺，交错排列：天线单元多采用波导缝隙形式。缺点是每种极化的天线口径利用率低，且不能实现大角度扫描。

技术内容

针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种宽角扫描双线极化相控阵天线。

根据本技术提供的一种宽角扫描双线极化相控阵天线，包括：交替设置的垂直极化波导缝隙天线和水平极化微带伞状振子天线；波导缝隙天线构成微带伞状振子天线的反射地板，微带伞状振子天线构成波导缝隙天线单元间的隔离墙；波导缝隙天线向自由空间辐射电场方向与缝隙垂直的垂直极化电磁波，微带伞状振子天线辐射电场方向与振子平行的水平极化电磁波。

可选地，垂直极化波导缝隙天线包括：辐射缝、辐射波导、耦合缝隙、合路波导和馈电探针；辐射缝设置在辐射波导上，并沿辐射波导中心线交错排列，以构成波导缝隙天线的辐射元；辐射波导为宽边单脊波导，辐射波导的宽边尺寸与波束扫描要求相关；射频信号由射频接头通过馈电探针馈入合路波导，合路波导用于通过耦合缝隙将两个辐射波导的能量合为一路；“工”字形耦合缝隙设置在辐射波导上，用于将合路波导中的射频能量输送给辐射波导，并通过辐射缝隙辐射入自由空间。

可选地，垂直极化波导缝隙天线还包括：阻抗调谐块和阻抗阶梯变换段，阻抗调谐块为设置在合路波导非脊边上的矩形结构；阻抗阶梯变换段为设置在合路波导的脊边上的圆形空腔结构；阻抗调谐块中心开孔，馈电探针通过阻抗调谐的开孔和阻抗阶梯变换段之后向合路波导馈电。

可选地，辐射缝隙的数量为多个；耦合缝隙的形状包括：倾斜缝或者H形缝。

可选地，阻抗调谐块的形状包括：方形、矩形、三角形、圆形、椭圆形、正多边形、不规则多边形中的任一种。

可选地，阻抗阶梯变换段的包括多种尺寸。

可选地，水平极化微带伞状振子天线包括：倾斜辐射振子、微带巴伦、隔离桩、带状线馈电网络；倾斜辐射振子和微带巴伦印刷于介质板两侧；隔离桩与微带振子位于介质板同侧；带状线馈电网络通过两面金属屏蔽层与波导缝隙天线相接触。

可选地，隔离桩包括：方形、矩形、三角形中的任一种。

可选地，带状线馈电网络也可以采用微带线形式。

与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：

本技术提供一种宽角扫描双线极化相控阵天线，通过将微带天线与波导天线相结合，实现了天线设计的轻量化；两种极化天线单元、馈电网络的排布方向相互垂直，实现了口径利用率的最大化；波导天线作为微带天线的反射地板，同时微带天线为波导天线单元间提供了隔离屏蔽的作用，具有功能复用的特点。另外，本实施例中的天线由于口径利用率高、单元间距小，具有两种线极化天线均能实现大角度扫描的能力。