【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天线，具体涉及一种双频双圆极化共口径天线及天线阵列。
技术介绍
1、当前，人们对于通信系统的功能要求日益提高，系统中存在多副天线分别独立进行信号的收发工作，为了系统空间的有效利用，多副天线往往采用共口径的设计方法。共口径天线技术是在有限的空间内放置多个天线，通过合理的空间布局减少不同频率天线之间的互耦，并共享同一口径收发信号。根据共口径天线的空间布局、结构特点等，常见的共口径天线可以分为以下几种：第一种，基于高低频稀疏阵组合结构。该结构的设计特点是在单个尺寸足够大的天线单元或者天线阵列的局部位置设计另外一副不同类型的天线。第二种，部分结构复用。在保证高频天线正常工作的前提下，将结构整体作为低频辐射单元向外辐射低频电磁波。这种设计结构通过辐射体复用，实现了较高的口径效率。第三种，基于滤波结构。在高低频天线间插入滤波结构，提高天线间的隔离度，确保各自良好的独立工作性能。第四种，基于交织结构。常见有两种设计思路：一种为开窗式的设计思路，即通过在低频天线上开窗让高频天线辐射的电磁波能够透过，同时还不影响低频天线的辐射特性；另一种则为嵌套式的设计思路，通过将低频天线嵌入高频天线的阵列间隙中，并通过相应的布局优化来实现双天线各自良好的性能。
2、申请公开号为cn112993557a的文献中提到了一种共口径低剖面双频双圆极化天线结构,包括：天线单元，所述天线单元包括天线辐射层及与所述天线辐射层相贴设置的天线馈电层,所述天线辐射层包括第一介质板、与所述第一介质板紧贴设置的第二介质板、与所述第二介质板紧贴设置的第三介质板
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何设计一种结构简单的低剖面、高增益天线。
2、本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
3、一种双频双圆极化共口径天线，包括：金属背腔(1)、高频天线单元阵列以及低频天线单元(3)，所述的高频天线单元阵列和低频天线单元(3)均设置在金属背腔(1)内，所述的低频天线单元(3)设置在金属背腔(1)内的中心位置，低频天线单元(3)采用嵌套共口径方式嵌入高频天线单元阵列之间。
4、本专利技术通过采用低频天线单元嵌入在高频天线单元阵列之间，结构简单，剖面低，同时在应用于组阵时极为便利；高/低频天线单元共用一个金属背腔，使天线具备稳定的方向图及较小的后瓣辐射，使得天线的增益得到提升。
5、进一步的，所述的高频天线单元阵列与低频天线单元(3)分别产生不同旋向的圆极化辐射，高频天线单元阵列与低频天线单元(3)之间极化正交。
6、进一步的，所述金属背腔(1)包括：通孔(101)、金属底板(102)、金属边框(103)，所述金属底板(102)与金属边框(103)构成上端开口的封闭矩形金属腔体；所述高频天线单元阵列与低频天线单元(3)共用同一个金属底板(102)。
7、进一步的，所述的高频天线单元阵列由4个高频天线单元(2)构成，4个高频天线单元(2)组成两行两列的方形阵列在金属底板(102)的投影关于金属底板(102)的中心点呈中心对称。
8、进一步的，每个所述高频天线单元(2)采用梯度相位馈电形式的弯折振子天线。
9、进一步的，所述高频天线单元(2)包括第一弯折振子(201)、第二弯折振子(202)、第三弯折振子(203)、第四弯折振子(204)；所述第一弯折振子(201)和第二弯折振子(202)通过第一高频相位延迟线(205)相连；所述第三弯折振子(203)和第四弯折振子(204)之间通过第二高频相位延迟线(207)相连；所述第一弯折振子(201)和第二弯折振子(202)位于上方，第三弯折振子(203)和第四弯折振子(204)位于下方；
10、所述第一弯折振子(201)靠近天线中心的一侧设置有高频圆形套筒(206)；所述高频圆形套筒(206)连接高频馈电同轴(209)的顶端；所述第三弯折振子(203)靠近天线中心一侧设置有高频圆形支撑筒(208)；所述高频圆形支撑筒(208)竖直安装在金属底板(102)上；所述高频圆形支撑筒(208)中心镂空，高频馈电同轴(209)竖直贯穿高频圆形支撑筒(208)；所述高频馈电同轴(209)的底端竖直嵌入金属背腔(1)底部相应位置的通孔(101)中。
11、进一步的，所述低频天线单元(3)采用梯度相位馈电形式的竖直振子天线。
12、进一步的，所述低频天线单元(3)包括第一竖直振子(301)、第二竖直振子(302)、第三竖直振子(303)、第四竖直振子(304)；所述第一竖直振子(301)和第二竖直振子(302)通过第一低频相位延迟线(305)相连；所述第三竖直振子(303)和第四竖直振子(304)之间通过第二低频相位延迟线(307)相连；所述第一竖直振子(301)和第二竖直振子(302)位于上方，第三竖直振子(303)和第四竖直振子(304)位于下方；
13、所述第二竖直振子(302)靠近天线中心的一侧设置有低频圆形套筒(306)；所述低频圆形套筒(306)用于连接低频馈电同轴(309)的顶端；所述第四竖直振子(304)靠近天线中心一侧设置有低频圆形支撑筒(308)；所述低频圆形支撑筒(308)竖直安装在金属底板(102)上；所述低频圆形支撑筒(308)中心镂空，低频馈电同轴(309)竖直贯穿低频圆形支撑筒(308)；所述低频馈电同轴(309)的底端竖直嵌入金属背腔(1)底部相应位置的通孔(101)中。
14、一种天线阵，采用多个天线子阵组阵，所述的天线子阵采用第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元组成两行两列的方形阵列，所述的第一天线单元采用上述的双频双圆极化共口径天线，所述的第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元分别由第一天线单元绕顶点依次旋转90°、180°、270°得到；或者所述的第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元分别由第一天线单元平移得到。
15、进一步的，所述的天线阵采用一体化加工而成。
16、本专利技术的优点在于：
17、本专利技术通过采用低频天线单元嵌入在高频天线单元阵列之间，结构简单，剖面低，同时在应用于组阵时极为便利；高/低频天线共用一个金属背腔，使天线具备稳定的方向图及较小的后瓣本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，包括：金属背腔(1)、高频天线单元阵列以及低频天线单元(3)，所述的高频天线单元阵列和低频天线单元(3)均设置在金属背腔(1)内，所述的低频天线单元(3)设置在金属背腔(1)内的中心位置，低频天线单元(3)采用嵌套共口径方式嵌入高频天线单元阵列之间。
2.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述的高频天线单元阵列与低频天线单元(3)分别产生不同旋向的圆极化辐射，高频天线单元阵列与低频天线单元(3)之间极化正交。
3.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述金属背腔(1)包括：通孔(101)、金属底板(102)、金属边框(103)，所述金属底板(102)与金属边框(103)构成上端开口的封闭矩形金属腔体，所述通孔(101)分布在金属底板(102)上。
4.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述的高频天线单元阵列由4个高频天线单元(2)构成，4个高频天线单元(2)组成两行两列的方形阵列在金属底板(102)的投影关于金属底板(102)
5.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，每个所述高频天线单元(2)采用梯度相位馈电形式的弯折振子天线。
6.根据权利要求5所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述高频天线单元(2)包括第一弯折振子(201)、第二弯折振子(202)、第三弯折振子(203)、第四弯折振子(204)；所述第一弯折振子(201)和第二弯折振子(202)通过第一高频相位延迟线(205)相连；所述第三弯折振子(203)和第四弯折振子(204)之间通过第二高频相位延迟线(207)相连；所述第一弯折振子(201)和第二弯折振子(202)位于上方，第三弯折振子(203)和第四弯折振子(204)位于下方；
7.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述低频天线单元(3)采用梯度相位馈电形式的竖直振子天线。
8.根据权利要求7所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述低频天线单元(3)包括第一竖直振子(301)、第二竖直振子(302)、第三竖直振子(303)、第四竖直振子(304)；所述第一竖直振子(301)和第二竖直振子(302)通过第一低频相位延迟线(305)相连；所述第三竖直振子(303)和第四竖直振子(304)之间通过第二低频相位延迟线(307)相连；所述第一竖直振子(301)和第二竖直振子(302)位于上方，第三竖直振子(303)和第四竖直振子(304)位于下方；
9.一种天线阵，采用多个天线子阵组阵，所述的天线子阵采用第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元组成两行两列的方形阵列，所述的第一天线单元采用权利要求1至8任一项所述的双频双圆极化共口径天线，所述的第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元分别由第一天线单元绕顶点依次旋转90°、180°、270°得到；或者所述的第二天线单元、第三天线单元、第四天线单元分别由第一天线单元平移得到。
10.根据权利要求9所述的天线阵，其特征在于，所述的天线阵采用一体化加工而成。
...【技术特征摘要】
1.一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，包括：金属背腔(1)、高频天线单元阵列以及低频天线单元(3)，所述的高频天线单元阵列和低频天线单元(3)均设置在金属背腔(1)内，所述的低频天线单元(3)设置在金属背腔(1)内的中心位置，低频天线单元(3)采用嵌套共口径方式嵌入高频天线单元阵列之间。
2.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述的高频天线单元阵列与低频天线单元(3)分别产生不同旋向的圆极化辐射，高频天线单元阵列与低频天线单元(3)之间极化正交。
3.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述金属背腔(1)包括：通孔(101)、金属底板(102)、金属边框(103)，所述金属底板(102)与金属边框(103)构成上端开口的封闭矩形金属腔体，所述通孔(101)分布在金属底板(102)上。
4.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述的高频天线单元阵列由4个高频天线单元(2)构成，4个高频天线单元(2)组成两行两列的方形阵列在金属底板(102)的投影关于金属底板(102)的中心点呈中心对称。
5.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，每个所述高频天线单元(2)采用梯度相位馈电形式的弯折振子天线。
6.根据权利要求5所述的一种双频双圆极化共口径天线，其特征在于，所述高频天线单元(2)包括第一弯折振子(201)、第二弯折振子(202)、第三弯折振子(203)、第四弯折振子(204)；所述第一弯折振子(201)和第二弯折振...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗彦彬，汪伟，孟儒，郑治，冯文文，赵磊，黄晓丽，李祥菊，陈明，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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