【技术实现步骤摘要】
本申请涉及雷达通信，具体而言，涉及一种宽带双极化天线阵单元。
技术介绍
1、天线的极化隔离度是当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时，天线完全接收不到来波的能量，极化损失最大，起到隔离作用。对于给定天线阵，其极化隔离度由两部分决定：一是阵中两种极化天线单元各自的交叉极化隔离度，二是阵中两种极化天线单元馈电端口间的隔离度。
2、在现有技术中，有很多有效降低天线交叉极化和天线单元馈电端口间隔离度的方法，例如采用带状线耦合馈电对四个对称的贴片进行馈电，在约20％的工作带宽内将天线的交叉极化隔离度在±90°空域范围内提高到了约30db，但是该天线带宽较窄，为单极化天线，无法满足宽带双极化应用需求，还有利用紧耦合实现天线的宽带和双极化工作，引入一种槽耦合过渡结构，可以有效的提高天线单元馈电端口间的隔离度，使其在约67％的工作带宽内达到了约15db。但该天线仅对天线单元馈电端口间的隔离度进行了提高，并未对天线的交叉极化隔离度进行优化设计。
3、因此，现有技术存在着各种问题，如何解决现有技术中存在的带宽窄、宽空域隔离度低的问题成为本领域技术人员所要解决的众多问题之一。
技术实现思路
1、本申请的目的在于，为了克服现有的技术缺陷，提供了一种宽带双极化天线阵单元，通过在对称辐射贴片的基础上采用圆环耦合加载和多点正交微带错位馈电，实现天线的宽带工作，达到同时提高工作频段内天线宽空域范围内交叉极化隔离度和阵中两种极化天线单元馈电端口间隔离度的目的。
2、本申请
3、第一方面，本申请提出了一种宽带双极化天线阵单元，所述天线阵单元包括从上至下的天线介质材料板、金属背板、金属安装背板和威尔金森功分器，支撑结构位于天线介质材料板和金属安装背板之间，馈电结构位于天线介质材料板和金属安装背板之间，并穿过金属背板与金属安装背板上的宽带射频连接器连接，宽带射频连接器穿过金属安装背板与威尔金森功分器连接，辐射贴片和耦合贴片位于天线介质材料板上。
4、在一种可能的实施方式中，天线介质材料板的四角分布着1/4的圆环状耦合贴片，两边分布着两个半圆环状耦合贴片，中部分布着两个圆环状耦合贴片，1/4的圆环状耦合贴片、半圆环状耦合贴片和圆环状耦合贴片之间的位置分布着辐射贴片。
5、在一种可能的实施方式中，耦合贴片的外环半径小于0.062λmax，外环半径与内环半径之差大于0.015λmax，λmax为天线最低工作频率对应的波长。
6、在一种可能的实施方式中，辐射贴片的总长度小于λmin，总宽度小于0.5λmin，其中λmin为天线最高工作频率对应的波长。
7、在一种可能的实施方式中，馈电结构和宽带射频连接器的数量均为八个，位于金属背板四角、对角分布的四个馈电结构通过宽带射频连接器连接至威尔金森功分器，实现天线阵单元的垂直极化。
8、在一种可能的实施方式中，位于金属背板中部、交叉分布的四个馈电结构通过宽带射频连接器连接至威尔金森功分器，实现天线阵单元的水平极化。
9、在一种可能的实施方式中，馈电结构包括位于分馈馈电介质材料板两侧的分馈馈电片和分馈馈电背板，通过分馈屏蔽金属柱与分馈馈电背板垂直连接的印制在分馈顶层馈电介质材料板上表面的分馈屏蔽电路片，其中分馈馈电片和分馈馈电背板分别与辐射贴片垂直相连。
10、在一种可能的实施方式中，馈馈电片由5级渐变结构组成，包括第一梯形、第二梯形、第一矩形、第三梯形和第二矩形。
11、在一种可能的实施方式中，第一梯形和第二梯形的总高度小于0.3λmin，其中λmin为天线最高工作频率对应的波长。
12、上述本申请主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本申请可采用并要求保护的方案；且本申请，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本申请方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本申请所要保护的技术方案，在此不做穷举。
13、本申请公开了一种宽带双极化天线阵单元，该天线阵单元包括从上至下的天线介质材料板、金属背板、金属安装背板和威尔金森功分器，支撑结构位于天线介质材料板和金属安装背板之间，馈电结构位于天线介质材料板和金属安装背板之间，并穿过金属背板与金属安装背板上的宽带射频连接器连接，宽带射频连接器穿过金属安装背板与威尔金森功分器连接，辐射贴片和耦合贴片位于天线介质材料板上。通过在对称辐射贴片的基础上采用圆环耦合贴片和多点正交微带错位馈电，实现天线的宽带工作，达到同时提高工作频段内天线宽空域范围内交叉极化隔离度和阵中两种极化天线单元馈电端口间隔离度的目的。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种宽带双极化天线阵单元，其特征在于，所述天线阵单元包括从上至下的天线介质材料板、金属背板、金属安装背板和威尔金森功分器，支撑结构位于天线介质材料板和金属安装背板之间，馈电结构位于天线介质材料板和金属安装背板之间，并穿过金属背板与金属安装背板上的宽带射频连接器连接，宽带射频连接器穿过金属安装背板与威尔金森功分器连接，辐射贴片和耦合贴片位于天线介质材料板上。
2.如权利要求1所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，天线介质材料板的四角分布着1/4的圆环状耦合贴片，两边分布着两个半圆环状耦合贴片，中部分布着两个圆环状耦合贴片，1/4的圆环状耦合贴片、半圆环状耦合贴片和圆环状耦合贴片之间的位置分布着辐射贴片。
3.如权利要求2所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，耦合贴片的外环半径小于0.062λmax，外环半径与内环半径之差大于0.015λmax，λmax为天线最低工作频率对应的波长。
4.如权利要求1所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，辐射贴片的总长度小于λmin，总宽度小于0.5λmin，其中λmin为天线最高工作频率对应的波长。p>
5.如权利要求1所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，馈电结构和宽带射频连接器的数量均为八个，位于金属背板四角、对角分布的四个馈电结构通过宽带射频连接器连接至威尔金森功分器，实现天线阵单元的垂直极化。
6.如权利要求5所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，位于金属背板中部、交叉分布的四个馈电结构通过宽带射频连接器连接至威尔金森功分器，实现天线阵单元的水平极化。
7.如权利要求1所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，馈电结构包括位于分馈馈电介质材料板两侧的分馈馈电片和分馈馈电背板，通过分馈屏蔽金属柱与分馈馈电背板垂直连接的印制在分馈顶层馈电介质材料板上表面的分馈屏蔽电路片，其中分馈馈电片和分馈馈电背板分别与辐射贴片垂直相连。
8.如权利要求7所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，分馈馈电片由5级渐变结构组成，包括第一梯形、第二梯形、第一矩形、第三梯形和第二矩形。
9.如权利要求8所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，第一梯形和第二梯形的总高度小于0.3λmin，其中λmin为天线最高工作频率对应的波长。
...【技术特征摘要】
1.一种宽带双极化天线阵单元，其特征在于，所述天线阵单元包括从上至下的天线介质材料板、金属背板、金属安装背板和威尔金森功分器，支撑结构位于天线介质材料板和金属安装背板之间，馈电结构位于天线介质材料板和金属安装背板之间，并穿过金属背板与金属安装背板上的宽带射频连接器连接，宽带射频连接器穿过金属安装背板与威尔金森功分器连接，辐射贴片和耦合贴片位于天线介质材料板上。
2.如权利要求1所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，天线介质材料板的四角分布着1/4的圆环状耦合贴片，两边分布着两个半圆环状耦合贴片，中部分布着两个圆环状耦合贴片，1/4的圆环状耦合贴片、半圆环状耦合贴片和圆环状耦合贴片之间的位置分布着辐射贴片。
3.如权利要求2所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，耦合贴片的外环半径小于0.062λmax，外环半径与内环半径之差大于0.015λmax，λmax为天线最低工作频率对应的波长。
4.如权利要求1所述的宽带双极化天线阵单元，其特征在于，辐射贴片的总长度小于λmin，总宽度小于0.5λmin，其中λmin为天线最高工作频率对应的波长...
【专利技术属性】
技术研发人员：周治立，黄迎春，田富贵，张怡，杨亚洋，姚智馨，赵志强，范保华，张浩斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：
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