一种宽带可切换圆极化相控阵天线的制作方法

本发明涉及相控阵天线领域，具体涉及一种宽带可切换圆极化相控阵天线。

背景技术：

1、随着低轨卫星通信的飞速发展，不管卫星通信终端或载荷，针对接收、发射分时工作中，圆极化正交的广泛运用。在大规模的卫通终端运用中，既要确保相控阵天线核心电性能指标，如g/t，eirp等，还要确保相控阵加工简单以及低成本。可切换的宽带圆极化相控阵天线就尤其重要。

2、国家专利cn 210744162 u公开的一种可实现任意极化切换的相控阵天线通过单元天线两个馈电接入宽带电桥，电桥两个输出端口分别实现左旋或右旋圆极化。然而无论采用集成电桥实现还是分离器件电桥实现，宽带电桥均会带来相控阵叠层复杂性以及不可忽视的前端损耗。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种宽带可切换圆极化相控阵天线。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种宽带可切换圆极化相控阵天线，包括n个tr子阵，每个tr子阵包括2*2个圆极化天线单元，每个圆极化天线单元包括贴片和位于贴片上相互正交且独立的第一馈点和第二馈点；所述贴片的形状为具有两个切角的矩形，且所述两个切角位于所述矩形的同一对角线上；所述第一馈点和第二馈点配合贴片切角分别用于实现独立馈电的左旋圆极化和右旋圆极化。

4、进一步地，还包括n个8通道多功能芯片，每个tr子阵的tr通道数为2*4个，n个tr子阵和n个8通道多功能芯片一一对应连接；

5、所述8通道多功能芯片包括四个接收端口和四个发射端口，四个接收端口分别与tr子阵中的四个第一馈点一一对应连接，四个发射端口分别与tr子阵中的四个第二馈点一一对应连接；所述8通道多功能芯片用于切换连接到四个第一馈点及四个第二馈点所在的tr通道，并配置相应的旋转相位，分别实现旋转馈电的左旋圆极化和右旋圆极化。

6、进一步地，所述tr子阵中对角的两个圆极化天线单元呈中心对称分布。

7、进一步地，所述tr子阵上的贴片位于多层印制板顶层，所述8通道多功能芯片位于多层印制板底层，多层印制板上设有多个通孔，所述通孔与所述馈点位置一一对应且连通，8通道多功能芯片通过对应通孔与所述第一馈点和第二馈点实现电连接。

8、进一步地，所述8通道多功能芯片集成低噪声放大器、功率放大器、单刀双掷开关、移相器、衰减器、合成网络及电源控制电路；低噪声放大器用于实现接收信号的低噪声放大；功率放大器用于实现发射信号的功率放大，单刀双掷开关用于切换收发状态；移相器用于实现对组件的移相控制；衰减器用于实现对组件的衰减；合成网络用于实现通道信号的功分或合成；电源控制电路实现通道接收、发射电源单独可控。

9、进一步地，所述相控阵天线还包括依附在上层介质板的上层辐射贴片，所述上层介质板通过支撑部件固定在tr子阵所在介质板上方，所述tr子阵上的贴片和上层辐射贴片的中间留有空隙。

10、进一步地，所述支撑部件为支撑架，所述支撑架贯穿所述多层印制板安装在相控阵天线阵面的两侧。

11、本发明的有益效果是：

12、1）本发明减少了宽带双圆极化中宽带电桥等器件，不仅可降低天线端到多功能芯片间的损耗，从而实现在同等电性能指标下，相控阵天线的阵元数减少、通道数减少（减少20%通道数量），实现体积、成本的降低；还可降低相控阵天线印制板层数（叠层可以减少6-8层）及器件。

13、2）本发明提供了一种不同频率收发的共口径相控阵天线，并且该共口径天线中发射与接收为正交的左旋圆极化及右旋圆极化。通过收发共口径相控阵天线设计，极大程度降低了相控阵天线的尺寸面积。

技术特征：

1.一种宽带可切换圆极化相控阵天线，其特征在于：包括n个tr子阵，每个tr子阵包括2*2个圆极化天线单元，每个圆极化天线单元包括贴片和位于贴片上相互正交且独立的第一馈点和第二馈点；所述贴片的形状为具有两个切角的矩形，且所述两个切角位于所述矩形的同一对角线上；所述第一馈点和第二馈点配合贴片切角分别用于实现独立馈电的左旋圆极化和右旋圆极化。

2.根据权利要求1所述的一种宽带可切换圆极化相控阵天线，其特征在于：还包括n个8通道多功能芯片，每个tr子阵的tr通道数为2*4个，n个tr子阵和n个8通道多功能芯片一一对应连接；

3.根据权利要求1所述的一种宽带可切换圆极化相控阵天线，其特征在于：所述tr子阵中对角的两个圆极化天线单元呈中心对称分布。

4.根据权利要求2所述的一种宽带可切换圆极化相控阵天线，其特征在于：所述tr子阵上的贴片位于多层印制板顶层，所述8通道多功能芯片位于多层印制板底层，多层印制板上设有多个通孔，所述通孔与所述馈点位置一一对应且连通，8通道多功能芯片通过对应通孔与所述第一馈点和第二馈点实现电连接。

5.根据权利要求2所述的一种宽带可切换圆极化相控阵天线，其特征在于：所述8通道多功能芯片集成低噪声放大器、功率放大器、单刀双掷开关、移相器、衰减器、合成网络及电源控制电路；低噪声放大器用于实现接收信号的低噪声放大；功率放大器用于实现发射信号的功率放大，单刀双掷开关用于切换收发状态；移相器用于实现对组件的移相控制；衰减器用于实现对组件的衰减；合成网络用于实现通道信号的功分或合成；电源控制电路实现通道接收、发射电源单独可控。

6.根据权利要求1所述的一种宽带可切换圆极化相控阵天线，其特征在于：所述相控阵天线还包括依附在上层介质板的上层辐射贴片，所述上层介质板通过支撑部件固定在tr子阵所在介质板上方，所述tr子阵上的贴片和上层辐射贴片的中间留有空隙。

7.根据权利要求6所述的一种宽带可切换圆极化相控阵天线，其特征在于：所述支撑部件为支撑架，所述支撑架贯穿所述多层印制板安装在相控阵天线阵面的两侧。

技术总结本发明公开了一种宽带可切换圆极化相控阵天线，涉及相控阵天线领域。包括N个TR子阵，每个TR子阵包括2*2个圆极化天线单元，每个圆极化天线单元包括贴片和位于贴片上相互正交且独立的第一馈点和第二馈点；贴片的形状为具有两个切角的矩形，且两个切角位于矩形的同一对角线上；第一馈点和第二馈点配合贴片切角分别用于实现独立馈电的左旋圆极化和右旋圆极化。本发明可实现不同频率收发的共口径相控阵天线，并且该共口径天线中发射与接收为正交的左旋圆极化及右旋圆极化。通过收发共口径相控阵天线设计，极大程度降低了相控阵天线的尺寸面积。技术研发人员：肖荣受保护的技术使用者：成都恪赛科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18