一种低成本大功率变极化天线子阵制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低成本大功率变极化天线子阵，属于天线技术领域。本实用新型专利技术基于相控阵列有限扫描和极化可调的使用需求，基于高性能收发阵列的转化效率和布局要求，将1

【技术实现步骤摘要】
一种低成本大功率变极化天线子阵


[0001]本技术涉及天线
，特别是指一种低成本大功率变极化天线子阵。

技术介绍

[0002]为了满足大功率合成相控阵列有限扫描的要求，需要将相控阵列划分为分布式天线子阵。然而，单元间距通常按照天线阵元口径来选取，组件数目众多，双极化馈电网络复杂，成本非常高。在有限扫描相控阵列中简化网络结构、降低成本最有效的方式是合成大功率天线子阵。然而，波导双极化馈电网络体积较大，无法满足车载折叠的轻薄要求。此外，层压印制板双极化馈电网络效率较低，功率容量较低，无法满足高效率和大功率的要求。
[0003]为了满足其工程成本的可实现性，需要选择费效比较低的方案，为了满足车载的需求，需要阵列的厚度方向尽量薄，为了满足功率优势的需求，需要阵列的效率尽量高、功率容量尽量大。因此，低成本紧凑型的极化可调大功率天线子阵是目前工程应用中急需解决的关键技术。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提出了一种低成本大功率变极化天线子阵，其能够满足大功率合成有限扫描相控阵列在低成本、低剖面、高效率、高功率容量方面的要求，简化双极化馈电网络结构，配合优化的口面天线单元和极化器单元，具有较优的费效比。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0006]一种低成本大功率变极化天线子阵，包括从上到下依次设置的口面天线层、极化器层、带状线分合路层和波导分合路层，所述口面天线层包括以线形阵列形式设置的8
×
n个双极化的口面天线单元，n≥2，所述极化器层包括以线形阵列形式设置的8
×
n个极化器单元，所述口面天线单元与所述极化器单元一一对应并通过波导腔体互连，所述极化器单元具有左旋馈电端口和右旋馈电端口，所述带状线分合路层包括两套对称设置的带状线分合路单元组，每个带状线分合路单元组均包括8个n等分带状线分合路单元，每个带状线分合路单元均具有n个分路端口和一个合路端口，第一带状线分合路单元组中8个带状线分合路单元的8
×
n个分路端口与8
×
n个极化器单元的左旋馈电端口一一对应连接，第二带状线分合路单元组中8个带状线分合路单元的8
×
n个分路端口与8
×
n个极化器单元的右旋馈电端口一一对应连接，所述波导分合路层包括两套对称设置的8等分波导分合路单元，所述波导分合路单元具有8个分路端口和一个合路端口，第一波导分合路单元的8个分路端口与第一带状线分合路单元组中8个带状线分合路单元的合路端口一一对应连接，第二波导分合路单元的8个分路端口与第二带状线分合路单元组中8个带状线分合路单元的合路端口一一对应连接。
[0007]进一步的，所述口面天线单元为角锥喇叭天线，所述极化器单元为隔板圆极化器，所述口面天线单元与所述极化器单元通过金属机加工一体成型。
[0008]进一步的，所述带状线分合路单元为设于层压印制板上的T型节功分器。
[0009]进一步的，所述波导分合路单元为金属机加工的H
‑
T非标波导功分器。
[0010]进一步的，所述口面天线层与极化器层、带状线分合路层、波导分合路层之间通过定位销限定相对位置，并通过螺装固定。
[0011]进一步的，所述波导分合路层与所述带状线分合路层的接触面设有用于容纳所述带状线分合路单元的凹槽。
[0012]进一步的，所述带状线分合路单元层压印制板的上下覆铜设有带金属化过孔隔离柱的开孔，所述波导分合路层与所述带状线分合路层的接触面设有反射腔，所述开孔和所述反射腔的位置和形状与所述极化器层各馈电端口的位置和形状一致。
[0013]进一步的，所述带状线分合路单元的合路端口与所述波导分合路单元的分路端口通过绝缘子互连。
[0014]本技术相比
技术介绍
具有如下优点：
[0015]1、本技术结构简单，易于加工实现，具有低剖面、高效率和大功率容量的特性。
[0016]2、进一步的，本技术口面天线单元与极化器单元可通过机加工一体成型，从而简化双极化网络结构，实现了低成本、高效率极化可调天线子阵。与传统双圆极化口面天线相比，其阵列剖面高度更低，结构更紧凑，符合极化可调大功率合成有限扫描相控阵列的收藏折叠要求。
[0017]3、进一步的，本技术带状线分合路单元位于波导分合路网络层顶端凹槽中，通过定位销确定相对位置并由口面天线与极化器层、波导分合路网络层压紧采用螺钉固定，紧凑型的带状线波导转换合路端口通过绝缘子与波导分合路单元互连，实现电磁性能保证和高密度集成。
[0018]4、进一步的，本技术波导分合路单元采用优化的非标波导，通过对称折叠形式保证极化相位一致性，提高空间利用率，有效降低天线子阵剖面尺寸。
附图说明
[0019]图1是本技术实施例中天线子阵的主视图。
[0020]图2是图1的爆炸图。
[0021]图3是图2中口面天线单元和极化器单元的放大图。
[0022]图4是图2中带状线分合路单元的结构示意图。
[0023]图5是图2中波导分合路层的结构示意图。
[0024]图6是图5的局部放大图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明。
[0026]参照图1至图6，一种低成本大功率变极化天线子阵，其包括24个口面天线单元、24个极化器单元、16套带状线分合路单元和2套波导分合路单元。
[0027]该天线子阵包含四层，分别为口面天线层、极化器层、带状线分合路层和波导分合路层。
[0028]其中，口面天线层由1
×
24个口面天线单元1组成，极化器层由1
×
24个极化器单元
2组成，带状线分合路层由2
×
8个带状线分合路单元3组成，波导分合路层由对称设置的2套8等分波导分合路单元4组成。
[0029]口面天线层中的每个口面天线单元1与一个极化器单元2连接，根据工作频带和有限扫描单元间距需求，优化口面天线单元与极化器单元使两者相匹配，实现高效率双极化电磁信号收发，口面天线单元与极化器单元通过综合设计简化结构复杂度，通过金属机加工一体成型，通过精度控制保证电性能稳定，实现材料成本和加工成本整体降低。
[0030]根据天线单元数量分配带状线分合路单元和波导分合路单元规模，通过带状线分合路单元实现奇数路功率分配合成，通过波导分合路单元实现偶数路功率分配合成，实现分合路网络高密度集成。通过使用分布式带状线分合路单元实现后级功率分配，使用波导分合路单元实现前级功率分配，提高分合路网络功率容量和分合路效率。
[0031]带状线分合路层的上下地板在极化器层馈电端口相同位置处设有与馈电端口相同形状和尺寸的开孔31，开孔侧壁设置金属化过孔隔离柱32并留有空隙，供带状线分合路单元分路端口的信号线穿入。带状线分合路单元的合路端口与波导分合路单元的分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本大功率变极化天线子阵，其特征在于，包括从上到下依次设置的口面天线层、极化器层、带状线分合路层和波导分合路层，所述口面天线层包括以线形阵列形式设置的8
×
n个双极化的口面天线单元，n≥2，所述极化器层包括以线形阵列形式设置的8
×
n个极化器单元，所述口面天线单元与所述极化器单元一一对应并通过波导腔体互连，所述极化器单元具有左旋馈电端口和右旋馈电端口，所述带状线分合路层包括两套对称设置的带状线分合路单元组，每个带状线分合路单元组均包括8个n等分带状线分合路单元，每个带状线分合路单元均具有n个分路端口和一个合路端口，第一带状线分合路单元组中8个带状线分合路单元的8
×
n个分路端口与8
×
n个极化器单元的左旋馈电端口一一对应连接，第二带状线分合路单元组中8个带状线分合路单元的8
×
n个分路端口与8
×
n个极化器单元的右旋馈电端口一一对应连接，所述波导分合路层包括两套对称设置的8等分波导分合路单元，所述波导分合路单元具有8个分路端口和一个合路端口，第一波导分合路单元的8个分路端口与第一带状线分合路单元组中8个带状线分合路单元的合路端口一一对应连接，第二波导分合路单元的8个分路端口与第二带状线分合路单元组中8个带状线分合路单元的合路端口一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚涛，姜海玲，王鹏飞，朱海波，李昕桉，敦书波，刘晓，余贤，王浩，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：新型
国别省市：