一种双频共口径VICTS相控阵天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双频共口径VICTS相控阵天线，包括按照自上而下顺序设置的辐射层、平行板波导层和馈电网络层，馈电网络层用于接入外部的TE模电磁波，并将接入的TE模电磁波转换为TEM模电磁波输出至平行板波导层，平行板波导层用于将输入其内的TEM模电磁波采用空气介质传导方式传输至辐射层，辐射层用于将传输至其处的TEM模电磁波向自由空间传播；优点是能同时覆盖移动卫星通信系统的两个频段，用于移动卫星通信系统时，能够减小移动卫星通信系统的面积、成本和功耗。成本和功耗。成本和功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种双频共口径VICTS相控阵天线


[0001]本技术涉及一种VICTS相控阵天线，尤其是涉及一种双频共口径VICTS相控阵天线。

技术介绍

[0002]CTS(Continuous Transverse Stub)阵列天线是美国Raytheon公司于20世纪90年代率先提出，并发展出大量平面结构的天线。作为CTS天线阵列的进一步演进，VICTS(Variable inclination continuous transverse stub)技术是在继承了原有高效率的基础上能实现低剖面、低功耗、机械坚固性强的二维波束扫描阵列。
[0003]现有的VICTS相控阵天线主要由上辐射CTS圆盘和下馈电网络圆盘组成，各层间的电波传播为空气介质传导方式，阻抗损耗被降低到最小的程度，因此辐射效率大幅度提高。通过在水平面内以不相等的速度机械旋转上辐射CTS圆盘和下馈电网络圆盘这两块圆盘产生相位梯度，利用相位梯度，可以在不使用移相器的情况下获得二维波束扫描能力，从而实现VICTS相控阵天线的波束指向与卫星的波束指向一致。当涉及到两个频段的移动卫星通信系统时，通常需要一对VICTS相控阵天线分别用于上行链路和下行链路。但是一对分离的VICTS相控阵天线所需的面积将扩大一倍，不利于移动卫星通信系统的紧凑性。不仅如此，所需的伺服电机的数量也增加了一倍，这无疑增加了移动卫星通信系统的成本和功耗。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是提供一种能同时覆盖移动卫星通信系统的两个频段，用于移动卫星通信系统时，能够减小移动卫星通信系统的面积、成本和功耗的双频共口径VICTS相控阵天线。
[0005]本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双频共口径VICTS相控阵天线，包括按照自上而下顺序设置的辐射层、平行板波导层和馈电网络层，所述的馈电网络层用于接入外部的TE模电磁波，并将接入的TE模电磁波转换为TEM模电磁波输出至所述的平行板波导层，所述的平行板波导层用于将输入其内的TEM模电磁波采用空气介质传导方式传输至所述的辐射层，所述的辐射层用于将传输至其处的TEM模电磁波向自由空间传播；所述的辐射层包括第一圆形金属板以及设置在所述的第一圆形金属板上的辐射单元，所述的辐射单元包括两个不同类型的CTS辐射枝节组，将两个不同类型的CTS辐射枝节组分别称为第一CTS辐射枝节组和第二CTS辐射枝节组，所述的第一CTS辐射枝节组包括按照从前到后顺序均匀间隔排布的n个第一CTS辐射枝节，所述的第二CTS辐射枝节组包括按照从前到后顺序均匀间隔排布的n个第二CTS辐射枝节，n为大于等于2的整数，相邻两个第一CTS辐射枝节之间的中心间距位于低频段的0.5波长～1波长范围内，每个所述的第一CTS辐射枝节分别包括由两个第一过渡枝节自下而上层叠而成的两级第一过渡枝节和设置在所述的两级第一过渡枝节左下角的第一矩形匹配块，每个所述的第二CTS辐射枝节分别包括由两个第二过渡枝节自下而上层叠而成的两级第二过渡枝节、设置在所述的两级第二过渡枝
节左下角的第二矩形匹配块以及设置在所述的两级第二过渡枝节中位于下层的第二过渡枝节中心处的一个扼流枝节，所述的扼流枝节的长度位于低频段的1/4波长～3/4波长范围内；n个第一CTS辐射枝节和n个第二CTS辐射枝节交叉排布，且任意相邻两个第一CTS辐射枝节和第二CTS辐射枝节之间的中心间距相等，该中心间距位于高频段的0.5波长～1波长范围内；当所述的平行板波导层将高频的TEM模电磁波传输至所述的辐射层时，此时n个所述的第一CTS辐射枝节和n个所述的第二CTS辐射枝节均能够将高频的TEM模电磁波向自由空间辐射；当所述的平行板波导层将低频的TEM模电磁波传输至所述的辐射层时，此时n个所述的第一CTS辐射枝节能够将低频的TEM模电磁波向自由空间辐射，而n个所述的第二CTS辐射枝节对低频的TEM模电磁波进行抑制，低频的TEM模电磁波不能通过n个所述的第二CTS辐射枝节向自由空间辐射；所述的平行板波导层包括第二圆形金属板以及设置在第二圆形金属板上的第一平行板波导，所述的第一平行板波导的高度位于低频段1/4波长～1/2波长范围内，所述的第一平行板波导的下表面设置有平行板慢波结构，当所述的平行板波导层传输高频的TEM模电磁波时，所述的平行板慢波结构用于减小该高频的TEM模电磁波的波长，同时增加传输至所述的第一CTS辐射枝节和所述的第二CTS辐射枝节的高频的TEM模电磁波的相位差，当所述的平行板波导层传输低频的TEM模电磁波时，所述的平行板慢波结构用于减小该低频的TEM模电磁波的波长，所述的平行板慢波结构包括m个相同的矩形块，m为大于等于1的整数，m个相同的矩形块等间隔排列形成梳齿状，所述的第一平行板波导和所述的平行板慢波结构均为左右对称结构，且两者的左右对称面为同一平面；所述的馈电网络层包括第三圆形金属板以及设置在所述的第三圆形金属板上的馈电网络结构，所述的馈电网络结构包括第一线源和第二线源，所述的第一线源用于接入高频的TE模电磁波并将接入的高频TE模电磁波转换为位于高频的TEM模电磁波输出至所述的平行板波导层以激励所述的平行板波导，所述的第二线源用于接入低频的TE模电磁波并将接入的低频的TE模电磁波转换为位于低频的TEM模电磁波输出至所述的平行板波导层以激励所述的平行板波导层；所述的第一圆形金属板、所述的第二圆形金属板和所述的第三圆形金属板同轴设置，所述的第一圆形金属板采用可转动方式安装在所述的第二圆形金属板上，所述的第二圆形金属板与所述的第三圆形金属板固定连接，所述的第二圆形金属板与所述的第一圆形金属板之间存在1毫米的间隙，以保证所述的第一圆形金属板与所述的第二圆形金属板能够顺畅进行相对旋转，完成方位面和俯仰面的二维波束扫描。
[0006]所述的第一线源由1分32的五级等分矩形波导功分器、32个TE模电磁波转TEM模电磁波转接头和第二平行板波导级联而成，所述的第二线源由1分20的五级不等分矩形波导功分器、20个TE模电磁波转TEM模电磁波转接头和第三平行板波导级联而成。
[0007]与现有技术相比，本技术的优点在于通过辐射层、平行板波导层和馈电网络层构成双频共口径VICTS相控阵天线，馈电网络层用于接入外部的TE模电磁波，并将接入的TE模电磁波转换为TEM模电磁波输出至平行板波导层，平行板波导层用于将输入其内的TEM模电磁波采用空气介质传导方式传输至辐射层，辐射层用于将传输至其处的TEM模电磁波向自由空间传播；辐射层包括第一圆形金属板以及设置在第一圆形金属板上的辐射单元，辐射单元包括两个不同类型的CTS辐射枝节组，将两个不同类型的CTS辐射枝节组分别称为第一CTS辐射枝节组和第二CTS辐射枝节组，第一CTS辐射枝节组包括按照从前到后顺序均匀间隔排布的n个第一CTS辐射枝节，第二CTS辐射枝节组包括按照从前到后顺序均匀间隔
排布的n个第二CTS辐射枝节，n为大于等于2的整数，相邻两个第一CTS辐射枝节之间的中心间距位于低频段的0.5波长～1波长范围内，每个第一CTS辐射枝节分别包括由两个第一过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频共口径VICTS相控阵天线，其特征在于包括按照自上而下顺序设置的辐射层、平行板波导层和馈电网络层，所述的馈电网络层用于接入外部的TE模电磁波，并将接入的TE模电磁波转换为TEM模电磁波输出至所述的平行板波导层，所述的平行板波导层用于将输入其内的TEM模电磁波采用空气介质传导方式传输至所述的辐射层，所述的辐射层用于将传输至其处的TEM模电磁波向自由空间传播；所述的辐射层包括第一圆形金属板以及设置在所述的第一圆形金属板上的辐射单元，所述的辐射单元包括两个不同类型的CTS辐射枝节组，将两个不同类型的CTS辐射枝节组分别称为第一CTS辐射枝节组和第二CTS辐射枝节组，所述的第一CTS辐射枝节组包括按照从前到后顺序均匀间隔排布的n个第一CTS辐射枝节，所述的第二CTS辐射枝节组包括按照从前到后顺序均匀间隔排布的n个第二CTS辐射枝节，n为大于等于2的整数，相邻两个第一CTS辐射枝节之间的中心间距位于低频段的0.5波长～1波长范围内，每个所述的第一CTS辐射枝节分别包括由两个第一过渡枝节自下而上层叠而成的两级第一过渡枝节和设置在所述的两级第一过渡枝节左下角的第一矩形匹配块，每个所述的第二CTS辐射枝节分别包括由两个第二过渡枝节自下而上层叠而成的两级第二过渡枝节、设置在所述的两级第二过渡枝节左下角的第二矩形匹配块以及设置在所述的两级第二过渡枝节中位于下层的第二过渡枝节中心处的一个扼流枝节，所述的扼流枝节的长度位于低频段的1/4波长～3/4波长范围内；n个第一CTS辐射枝节和n个第二CTS辐射枝节交叉排布，且任意相邻两个第一CTS辐射枝节和第二CTS辐射枝节之间的中心间距相等，该中心间距位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立莹，黄季甫，尤阳，尤清春，蒋然，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：新型
国别省市：