一种双频段双极化共口径天线制造技术

本发明专利技术公开了一种双频段双极化共口径天线，所述共口径天线包含双频段天线阵列，采用多层微带贴片结构设计，将不同工作频段天线分别放置在不同层，各天线采用不同介电常数的介质基板。本发明专利技术一种双频段双极化共口径天线，天线结构简单、成本低廉、增益较高、天线之间隔离度较高等优点，在现代雷达系统中具有重要意义。义。义。

【技术实现步骤摘要】
一种双频段双极化共口径天线


[0001]本专利技术属于雷达检测
，具体涉及一种双频段双极化共口径天线。

技术介绍

[0002]随着现代雷达技术的不断发展，对雷达系统中天线性能要求变得越来越高，主要体现在多频带、多极化、宽频带和小型化等方面，常规的天线设计已经无法满足这些要求。
[0003]传统天线系统中一般需要多幅天线来实现系统的多频工作，这会造成整个系统的尺寸大大增加，同时还会提高了整个系统的结构复杂度。
[0004]共口径天线本质是多副不同工作频率天线同时工作在同一天线口径内，因此天线之间可能会产生相互耦合，这将造成天线性能的极大损失，导致天线无法正常进行工作。因此怎样有效合理的处理不同工作频率天线间的相互耦合是共口径天线设计的首要目标，也是衡量共口径天线设计好坏的重要标准。因此能够设计一款结构简单、成本低廉、性能优越的双频段双极化共口径天线在现代雷达系统中具有重要意义。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对上述技术缺陷，本申请提出了一种双频段双极化共口径天线，降低结构复杂度、提高不同天线间隔离度、降低由于共口径导致的天线增益损失。
[0006]本专利技术为一种双频段双极化共口径天线，所述共口径天线包含双频段天线阵列，采用多层微带贴片结构设计，将不同工作频段天线分别放置在不同层，各天线采用不同介电常数的介质基板。
[0007]进一步的，所述共口径天线包括X频段天线阵列和S频段天线；所述共口径天线分为上下两层，其中，上层为X频段天线阵列，所述X频段天线采用高介电常数介质基板；下层为S频段天线，所述S频段天线采用低介电常数介质基板上。
[0008]进一步的，所述X频段天线阵列包含四个双极化X频段天线单元，各X频段天线单元间距0.36，为自由空间中的波长；所述X频段天线单元采用双馈点进行馈电，馈电点位于X频段矩形微带贴片两相邻正交边中点，通过两组一分四微带功分网络将四个双极化X频段天线单元连接起来，通过X频段天线馈电同轴线与微带功分网络进行连接。
[0009]进一步的，所述S频段天线采用两根微带线进行馈电，馈电点位于S频段矩形微带贴片两正交且相邻边中点，通过S频段天线馈电同轴线与微带馈电线进行连接，实现了天线的双极化辐射。
[0010]作为本申请的一种优选实施方案，所述S频段天线的中心频率为3GHz，S频段微带贴片尺寸为0.48*0.48，其中为介质中的波长。
[0011]更进一步的，所述X频段天线阵列中心工作频率为9GHz，X频段微带贴片尺寸为0.4*0.4，其中为介质中的波长。
[0012]作为本申请的一种优选实施方案，所述共口径天线中X频段微带贴片以及S频段微
带贴片的尺寸和相对位置关系具体为：设定X频段微以及S频段天线工作中心频率分别记为f1、f2，两频段天线介质基板介电常数分别记为、，两频段微带贴片长度根据公式计算得到，其中，c为光速，各频段微带贴片长度与宽度相等；X频段天线阵列中的四个X频段微带贴片单元，其水平维天线单元间距为，垂直维天线单元间距为，为0.5 ~1，其中为自由空间中的波长。
[0013]进一步的，是光速c与X频段天线中心工作中心频率f1的比值。
[0014]有益效果：本专利技术采用多层微带贴片设计，将不同工作频段天线分别放置在不同层，使两工作频段天线之间相互独立工作，有效降低了不同工作频段天线之间相互耦合，提高了不同天线之间的隔离度，各微带贴片单元通过微带线进行同层馈电，实现了天线的双极化工作，简化了天线结构降低了天线成本。
[0015]X频段天线阵列通过两个一分四微带功分网络对四个微带贴片进行馈电，有效提高了天线增益，同时X频段天线采用高介电常数介质基板，有效降低了天线尺寸，下层S频段天线使用低介电常数介质基板，使得X频段天线介质基板尺寸小于下层S频段天线贴片尺寸，有效解决了多层微带贴片天线上层天线对下层天线造成遮挡导致下层微带贴片天线增益损失严重的问题。本专利技术的双频段双极化共口径天线在现代雷达系统中具有重要意义。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术中的技术方案，下面将对本专利技术中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其它附图。
[0017]图1是本专利技术一种双频段双极化共口径天线的俯视图；图2是本专利技术一种双频段双极化共口径天线的侧视图；图3是本专利技术X频段天线水平极化和垂直极化电压驻波比图；图4是本专利技术X频段天线增益随频率变化图；图5是本专利技术X频段天线两维辐射方向图；图6是本专利技术只在X频段中心频率激励下X频段天线与S频段天线之间隔离度图；图7是本专利技术S频段天线水平极化和垂直极化电压驻波比图；图8是本专利技术S频段天线增益随频率变化图；图9是本专利技术S频段天线两维辐射方向图；图10是本专利技术只在S频段中心频率激励下S频段天线与X频段天线之间隔离度图；图11是本专利技术S天线上层有X频段天线与上层无X频段天线增益随频率变化曲线对比图；图12是上层天线阵列尺寸变化对下层天线增益影响效果图；图中，1
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S频段天线介质基板，2
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S频段天线微带贴片，3
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X频段天线微带馈电网络，4
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X频段天线微带贴片，5
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S频段天线馈电同轴线，6
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X频段天线介质基板，7
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S频段天线微带馈电网络，8
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X频段天线馈电同轴线。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0019]本专利技术为一种双频段双极化共口径天线，所述共口径天线包含双频段天线阵列，采用多层微带贴片结构设计，将不同工作频段天线分别放置在不同层，各天线采用不同介电常数的介质基板。
[0020]该双频段双极化共口径天线主要有以下几部分组成：S频段天线微带贴片2及微带馈电线、S频段天线馈电同轴线5、X频段天线微带贴片4及馈电网络、X频段天线馈电同轴线8。S频段天线与X频段天线采用两套相互独立馈电网络，两天线之间相互独立工作。
[0021]如图1所示天线自上而下依次为：X频段天线微带贴片4阵列及馈电网络、X频段天线介质基板6、S频段天线微带贴片2及馈电网络、S频段天线介质基板1、金属接地板。X频段微带贴片阵列通过两个一分四微带馈电网络与各自馈电同轴线内芯相连，同轴线内芯穿过底层金属接地板及下层S频段天线，馈电同轴线外径同时与下层S频段天线微带贴片2及底层金属接地板相连。S频段天线微带贴片2单元通过微带线直接与馈电同轴线内芯连接，馈电同轴线外径与底部金属接地板连接。
[0022]本专利技术S、X频段天线均采用矩形微带贴片设计，各微带贴片单元均采用双馈点馈电，且两馈电端口均在矩形微带贴片两相邻正交边中点处以实现天线双极化辐射。同时在微带馈电口两侧开两条大小相同的矩形缝，用以改善微带贴片与微带馈电网络之间阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频段双极化共口径天线，其特征在于，所述共口径天线包含双频段天线阵列，采用多层微带贴片结构设计，将不同工作频段天线分别放置在不同层，各天线采用不同介电常数的介质基板。2.根据权利要求1所述的一种双频段双极化共口径天线，其特征在于，所述共口径天线包括X频段天线阵列和S频段天线；所述共口径天线分为上下两层，其中，上层为X频段天线阵列，所述X频段天线采用高介电常数介质基板；下层为S频段天线，所述S频段天线采用低介电常数介质基板。3.根据权利要求1所述的一种双频段双极化共口径天线，其特征在于，所述X频段天线阵列包含四个双极化X频段天线单元，各X频段天线单元间距0.36，为自由空间中的波长；所述X频段天线单元采用双馈点进行馈电，馈电点位于X频段矩形微带贴片两相邻正交边中点，通过两组一分四微带功分网络将四个双极化X频段天线单元连接起来，通过X频段天线馈电同轴线与微带功分网络进行连接。4.根据权利要求1所述的一种双频段双极化共口径天线，其特征在于，所述S频段天线采用两根微带线进行馈电，馈电点位于S频段矩形微带贴片两正交且相邻边中点，通过S频段天...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，严文涛，周经伟，王毅龙，邱鹏，孙振龙，朱自力，
申请(专利权)人：南京天朗防务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：