一种双频双极化共口径微带阵列天线的制作方法

本发明涉及卫星天线，具体涉及一种双频双极化共口径微带阵列天线。

背景技术：

1、在当前卫星通信技术迅猛发展的背景下，用户对于通信系统的性能要求日益提高。高速的数据传输速率、广泛的覆盖范围以及低误码率已经成为卫星通信技术追求的主要目标。为了满足这些需求，卫星通信天线作为系统的关键部件，其性能指标的优化显得尤为重要。传统的卫星通信天线，如卡塞格伦天线等聚焦形式，虽然在一定程度上能够满足通信需求，但其庞大的体积和重量限制了卫星和基站的机动性，影响了整体系统的灵活性和稳定性。

2、传统的卫星通信天线在设计和制造过程中，由于其结构复杂，导致加工成本高昂，不利于整体造价的控制。在成本效益方面，这种设计显然不符合现代通信技术发展的经济性要求。另一方面，为了实现双极化功能，传统的天线系统通常采用两个独立的正交极化天线分别进行信号的接收和发射。这种设计不仅增加了天线的体积，而且使得整个系统更加复杂，不利于集成化和轻量化的发展趋势。

3、为了解决上述问题，急需提出一种体积小，质量轻，成本低的卫星通信天线，以满足当代卫星通信技术的发展需求。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明公开了一种双频双极化共口径微带阵列天线。

2、为了实现上述目的，本申请公开了一种双频双极化共口径微带阵列天线，包括：

3、发射阵列天线馈电网络，用于为发射天线单元提供信号；

4、接收阵列天线馈电网络，用于接收来自天线单元的信号；

5、缝隙耦合背腔，用于实现发射与接收信号的有效隔离；

6、发射接收共用辐射天线单元，用于实现双频双极化信号的辐射和接收。

7、所述双频双极化共口径微带阵列天线包括多个子阵单元，子阵数量为m×n，其中m为2m，n为2n。

8、所述双频双极化共口径微带阵列天线包括顺序层叠的第一金属辐射层，第一介质层，第二金属馈电/辐射层，第二介质层，地板一，第三介质层和地板二。

9、所述第一金属辐射层与第二金属馈电/辐射层之间通过第一介质层实现电磁耦合，所述第二金属馈电/辐射层与地板一之间通过第二介质层实现电磁耦合，所述地板一与地板二之间通过第三介质层实现电磁耦合。

10、所述第一金属辐射层，其上包含多个矩形贴片，其中至少一部分贴片作为发射接收共用天线单元耦合贴片；

11、另一部分贴片形成缝隙耦合背腔；

12、第一介质层，位于第一金属辐射层下方。

13、所述第二金属馈电/辐射层，包含多个矩形贴片、缝隙耦合功分器和微带线馈电网络，其中矩形贴片作为发射接收共用天线单元辐射贴片；

14、缝隙耦合功分器用于将电磁波耦合至发射馈电网络；

15、微带线馈电网络用于实现金属贴片的等相位等幅度辐射；

16、第二介质层，位于第二金属馈电/辐射层下方。

17、所述金属地板一，其上设置有波导缝隙，用于确保第二金属馈电/辐射层的辐射贴片正常工作；

18、第三介质层，位于金属地板一下方，并设置有金属化通孔，与金属地板一和金属地板二共同构成谐振腔，以实现功率分配功能；

19、金属地板二，其上设置有阵列天线的馈电端口，用于连接外部馈电网络。

20、本申请的方案通过利用合理的单元排布，将接收阵列和发射阵列排布与同一口面，实现接收/发射阵列的双频辐射，通过耦合辐射贴片，实现更高的辐射效率；利用多层介质板结构，在不同的层间，建立馈电网络，实现接收单元和发射单元的组阵，实现更高的增益和相互正交的极化方式；设计微带-金属波导转接口和介质集成波导-金属波导转接口，使天线更容易与后端器件相连接。

技术特征：

1.一种双频双极化共口径微带阵列天线，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双频双极化共口径微带阵列天线，其特征在于，所述双频双极化共口径微带阵列天线包括多个子阵单元，子阵数量为m×n，其中m为2m，n为2n。

3.根据权利要求1所述的双频双极化共口径微带阵列天线，其特征在于，所述双频双极化共口径微带阵列天线包括顺序层叠的第一金属辐射层（21），第一介质层（22），第二金属馈电/辐射层（23），第二介质层（24），地板一（25），第三介质层（26）和地板二（27）。

4.根据权利要求3所述的双频双极化共口径微带阵列天线，其特征在于，所述第一金属辐射层（21）与第二金属馈电/辐射层（23）之间通过第一介质层（22）实现电磁耦合，所述第二金属馈电/辐射层（23）与地板一（25）之间通过第二介质层（24）实现电磁耦合，所述地板一（25）与地板二（27）之间通过第三介质层（26）实现电磁耦合。

5.根据权利要求4所述的双频双极化共口径微带阵列天线，其特征在于：所述第一金属辐射层（21），其上包含多个矩形贴片，其中至少一部分贴片作为发射接收共用天线单元耦合贴片（31）；另一部分贴片形成缝隙耦合背腔（32）；第一介质层（22），位于第一金属辐射层（21）下方。

6.根据权利要求4所述的双频双极化共口径微带阵列天线，其特征在于：所述第二金属馈电/辐射层（23），包含多个矩形贴片（51）、缝隙耦合功分器（52）和微带线馈电网络（53），其中矩形贴片（51）作为发射接收共用天线单元辐射贴片；

7.根据权利要求4所述的双频双极化共口径微带阵列天线，其特征在于：所述金属地板一（25），其上设置有波导缝隙（71），用于确保第二金属馈电/辐射层（23）的辐射贴片（51）正常工作；

技术总结本发明涉及卫星天线技术领域，具体涉及一种双频双极化共口径微带阵列天线。本申请的方案通过利用合理的单元排布，将接收阵列和发射阵列排布与同一口面，实现接收/发射阵列的双频辐射，通过耦合辐射贴片，实现更高的辐射效率；利用多层介质板结构，在不同的层间，建立馈电网络，实现接收单元和发射单元的组阵，实现更高的增益和相互正交的极化方式；设计微带‑金属波导转接口和介质集成波导‑金属波导转接口，使天线更容易与后端器件相连接。技术研发人员：张鹏宇,徐烨受保护的技术使用者：常州普合芸矩电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6