本发明专利技术涉及天线技术技术领域，且公开了一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线，包括第一介质基片、第三介质基片、第四介质基片、八个单元天线、八个与单元天线一一对应的七端口可切换开关、八组与单元天线级联的可调相移网络，八个单元天线线性排列为一维线阵，且每个单元天线间距为0.57个波长，单元天线所产生的任意线极化波可以分解为两个幅度相等、旋向相反的圆极化波。该双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线，通过将阵列天线产生的线极化波分解为两个幅度相等、旋向相反的圆极化波，并实现两个波束指向的独立调控，不仅具有丰富的可重构功能，还具有较宽的综合轴比带宽、良好的圆极化性能、稳定的增益以及低剖面等优势。等优势。等优势。
【技术实现步骤摘要】
一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线
[0001]本专利技术涉及天线技术
，具体为一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线。
技术介绍
[0002]无线通信技术的快速发展对系统需求提出了更高要求，传统的单功能天线并不能很好的满足当前的需要，并成为制约系统性能发展的瓶颈，多功能可重构天线应运而生，相控阵天线使用多个单元天线组成阵列天线，通过灵活调控天线的馈电网络，进而独立调控每个单元天线上的幅度信息和相位信息，使得天线能够在一定角度内实现快速的波束扫描，具有较为广泛的应用场景。
[0003]由于现代PCB工艺十分成熟，在不是十分高的频段内，需要保证其加工的精度，而且同时加工的产品需要保证拥有低轮廓、小体积、高集成度的特性，以便于天线的大规模生产与应用，然而现有的多层PCB工艺的双圆极化双波束独立可控的可重构天线阵列，缺乏可重构功能，以至于综合轴比带宽、良好的圆极化性能、稳定的增益以及低剖面效果较低。
技术实现思路
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线，通过可将阵列天线产生的线极化波分解为两个幅度相等、旋向相反的圆极化波，并实现两个波束指向的独立调控，共有六种不同的波束状态，解决了缺乏可重构功能，以至于综合轴比带宽、良好的圆极化性能、稳定的增益以及低剖面效果较低的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线，包括第一介质基片、第三介质基片、第四介质基片、八个单元天线、八个与单元天线一一对应的七端口可切换开关、八组与单元天线级联的可调相移网络，八个所述单元天线线性排列为一维线阵，且每个单元天线间距为0.57个波长，所述单元天线所产生的任意线极化波可以分解为两个幅度相等、旋向相反的圆极化波，每个单元天线的七个可切换馈电端口通过七端口可切换开关来选择馈电，所述七端口可切换开关通过可调相移网络来协同调控阵列天线的相位分布，进而实现两种圆极化波的波束指向的改变。
[0008]优选的，包括微带线层、金属接地层、驱动贴片层以及寄生贴片层；
[0009]其中所述微带线层设置于第一介质基片的下表面，所述金属接地层设置于第一介质基片的上表面，所述驱动贴片层设置于第三介质基片上表面。
[0010]优选的，还包括金属化通孔、金属化盲孔、八边形驱动贴片和第二介质基片，所述金属化通孔依次贯穿第一介质基片、第二介质基片和第三介质基片以及金属接地层，且所述金属化通孔在金属接地层上蚀刻有圆形缝隙，所述金属化通孔连接七端口可切换开关和与其一一对应的七个可切换馈电端口，所述可切换馈电端口包括第一可切换馈电端口、第
二可切换馈电端口、第三可切换馈电端口、第四可切换馈电端口、第五可切换馈电端口、第六可切换馈电端口、第七可切换馈电端口。
[0011]优选的，所述金属化盲孔设置于所述八边形驱动贴片的中心零场处，且所述金属化盲孔与金属接地层连接，用于实现七端口可切换开关和可调相移网络状态的控制。
[0012]优选的，所述七端口可切换开关引入几何相位，可以动态调节单元天线两种圆极化的相位分布，使得两种圆极化的相位分布共轭；所述可调相移网络由一个0
°
/45
°
可切换相移器和一个0
°
/90
°
可切换相移器组成，引入传输相位延迟，可以动态调节两种圆极化波的相位分布。
[0013]优选的，八个所述单元天线线性排列组成的一维线阵通过可调相移网络和七端口可切换开关进行协调控制，完成了两种圆极化相位的解耦，进而实现两种圆极化波束的独立调控；阵列天线的两种圆极化波在垂直于阵列天线的一维平面内各有三种不同指向的波束状态，阵列天线共有六种不同指向的波束状态。
[0014]优选的，所述微带线层上设置有用于为八个单元天线同时提供等幅度等相位的功率的一个一分八等幅度等相位功率分配器；
[0015]所述一分八等幅度等相位功率分配器的八个输出端分别通过微带线与一组可调相移网络和七端口可切换开关级联，且所述一分八等幅度等相位功率分配器的八个输出端与八个单元天线进行集成化设计，并且在微带线层加载了直流偏置网络。
[0016]优选的，所述寄生贴片层设于第四介质基片上表面，由八个线性排列的八边形寄生贴片组成，用于拓展带宽，且所述寄生贴片层与驱动贴片层的间隔了一个空气层。
[0017](三)有益效果
[0018]与现有技术相比，本专利技术提供了一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线，具备以下有益效果：
[0019]1、本专利技术通过将阵列天线产生的线极化波分解为两个幅度相等、旋向相反的圆极化波，并实现两个波束指向的独立调控，共有六种不同的波束状态，不仅具有丰富的可重构功能，还具有较宽的综合轴比带宽、良好的圆极化性能、稳定的增益以及低剖面等优势。
[0020]2、本专利技术通过单元天线产生的任意线极化波可以被分解为两个幅度相等、旋向相反的圆极化波，通过切换馈电端口来引入几何相位差，由于两种圆极化对于所引入的几何相位差的相位响应是相反的，所以相邻两个端口间的几何相位差为
±
45
°
；通过控制七端口可切换开关实现了几何相位的动态调控，通过单元天线控制可调相移网络产生四种不同的相位状态，相位状态之间的切换可以实现传输相位的动态调控。
[0021]3、本专利技术通过八个单元天线线性排列组成，通过可调相移网络和七端口可切换开关的协调控制，可以独立调控阵列天线两种圆极化波的相位分布，从而产生六种不同指向的阵列波束；
[0022]4、本专利技术通过在使用的时候，利用多层PCB技术来实现制作阵列天线。本专利技术所提出的阵列天线不仅可以实现双圆极化双波束的独立调控，还具有低剖面、增益稳定、较好的圆极化性能以及较宽的综合轴比带宽等特点。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提出的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线的结构示意
图；
[0024]图2为本专利技术提出的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线中单元天线(或子阵列)的寄生贴片层结构示意图；
[0025]图3为本专利技术提出的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线中单元天线(或子阵列)的驱动贴片层结构示意图；
[0026]图4为本专利技术提出的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线中单元天线(或子阵列)的微带线层结构示意图；
[0027]图5为本专利技术提出的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线中寄生贴片层结构示意图；
[0028]图6为本专利技术提出的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线的驱动贴片层结构示意图；
[0029]图7为本专利技术提出的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线中金属接地层结构示意图；
[0030]图8为本专利技术提出的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线，包括第一介质基片(1)、第三介质基片(6)、第四介质基片(8)、八个单元天线(19)、八个与单元天线(19)一一对应的七端口可切换开关(14)、八组与单元天线(19)级联的可调相移网络(10)，其特征在于：八个所述单元天线(19)线性排列为一维线阵，且每个单元天线(19)间距为0.57个波长，所述单元天线(19)所产生的任意线极化波可以分解为两个幅度相等、旋向相反的圆极化波，每个单元天线(19)的七个可切换馈电端口通过七端口可切换开关(14)来选择馈电，所述七端口可切换开关(14)通过可调相移网络(10)来协同调控阵列天线的相位分布，实现两种圆极化波的波束指向的改变。2.根据权利要求1所述的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线，其特征在于：包括微带线层(2)、金属接地层(3)、驱动贴片层(5)以及寄生贴片层(7)；其中所述微带线层(2)设置于第一介质基片(1)的下表面，所述金属接地层(3)设置于第一介质基片(1)的上表面，所述驱动贴片层(5)设置于第三介质基片(6)上表面。3.根据权利要求2所述的一种双圆极化双波束独立可控的可重构阵列天线，其特征在于：还包括金属化通孔(16)、金属化盲孔(18)、八边形驱动贴片(20)和第二介质基片(4)，所述金属化通孔(16)依次贯穿第一介质基片(1)、第二介质基片(4)和第三介质基片(6)以及金属接地层(3)，且所述金属化通孔(16)在金属接地层(3)上蚀刻有圆形缝隙(17)，所述金属化通孔(16)连接七端口可切换开关(14)和与其一一对应的七个可切换馈电端口，所述可切换馈电端口包括第一可切换馈电端口(21)、第二可切换馈电端口(22)、第三可切换馈电端口(23)、第四可切换馈电端口(24)、第五可切换馈电端口(25)、第六可切换馈电端口(26)、第七可切换馈电端口(27)。4.根据权利要求3所述的一种双圆极化双波...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊，朱佳朋，章龙涛，吴子健，孟琪，许高斌，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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