雙波段共口徑天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種雙波段共口徑天線，包括：C波段水平極化天線、C波段垂直極化天線、L波段垂直極化天線，其中，所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線為波導(dǎo)縫隙天線，所述L波段垂直極化天線為長槽天線，所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線采用波導(dǎo)端饋，所述L波段垂直極化天線采用同軸饋電。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、饋電靈活、隔離度高、口徑效率高、重量輕、可電掃描、雙波段和多極化等功能，便于組成大型陣面。
【專利說明】
雙波段共口徑天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙波段共口徑天線。
【背景技術(shù)】
[0002]合成孔徑雷達對天線系統(tǒng)的要求越來越高，往往希望在保證性能的前提下，天線具有多波段，多極化，共口徑等性能。上述特點的組合可以給雷達提供更多關(guān)于成像區(qū)域的信息，并且可以大大縮小天線尺寸，減輕系統(tǒng)重量。
[0003]但是，目前的雙波段共口徑天線多采用微帶天線，但微帶天線效率偏低，且環(huán)境適應(yīng)性不及金屬導(dǎo)體。
[0004]中國發(fā)明專利CN104795638A公開了一種雙頻段圓極化共口徑微帶天線，通過采用K頻段方形環(huán)貼片天線和Ka頻段方形環(huán)貼片天線可以實現(xiàn)天線的小型化。但是，該專利申請仍是采用微帶天線實現(xiàn)，效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0006]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種雙波段共口徑天線，具有結(jié)構(gòu)緊湊、饋電靈活、隔離度高、口徑效率高、重量輕、可電掃描、雙波段和多極化等功能，便于組成大型陣面。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種雙波段共口徑天線，包括:C波段水平極化天線、C波段垂直極化天線、L波段垂直極化天線，其中，所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線為波導(dǎo)縫隙天線，所述L波段垂直極化天線為長槽天線，所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線采用波導(dǎo)端饋，所述L波段垂直極化天線采用同軸饋電，其中，所述C波段水平極化天線和所述C波段垂直極化天線的輻射面的高度差H為λ2/4，其中M為L波段的中心頻率的波長。
[0008]進一步，所述L波段垂直極化天線由所述C波段垂直極化天線上方的長槽結(jié)構(gòu)形成。
[0009]進一步，所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線采用波導(dǎo)端饋，采用以下方式之一:
[0010](I)波導(dǎo)底部同軸饋電；
[0011](2)在波導(dǎo)下方再放置一級波導(dǎo)饋電增加帶寬。
[0012]進一步，所述C波段水平極化天線和所述C波段垂直極化天線的輻射面的高度差H為&/4的奇數(shù)倍，其中，&為(:波段的中心頻率的波長。
[0013]進一步，所述C波段水平極化天線為波導(dǎo)縫隙天線，波導(dǎo)管為脊波導(dǎo)，在脊波導(dǎo)管上開“八”字形縫，其中，縫間距為(1 = 0.83人1山為(:波段的中心頻率的波長；
[0014]所述C波段垂直極化天線為波導(dǎo)縫隙天線，波導(dǎo)管為脊波導(dǎo)，在脊波導(dǎo)管上開縱向縫，其中縫間距為d，
[0015]其中，所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線用金屬板隔開。
[0016]進一步，所述L波段垂直極化天線采用同軸饋電，其饋電位置在所述C波段垂直極化天線的上方，縱向間距為4*d。
[0017]進一步，在所述L波段垂直極化天線的同軸饋電點兩側(cè)距離同軸線2*d處設(shè)置金屬板。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實施例的雙波段共口徑天線，通過由采用波導(dǎo)端饋的C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線，以及采用同軸饋電的L波段垂直極化天線為長槽天線組成，具有結(jié)構(gòu)緊湊、饋電靈活、隔離度高、口徑效率高、重量輕、可電掃描、雙波段和多極化等功能，便于組成大型陣面。
[0019]本發(fā)明實施例的雙波段共口徑天線具有以下有益效果:
[0020](I )C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線采用脊波導(dǎo)可減小天線尺寸，便于組陣，在垂直面實現(xiàn)波束掃描。L波段垂直極化天線利用C波段垂直極化天線陣面上的長槽，也可在垂直面組陣，實現(xiàn)波束掃描。
[0021](2)L波段垂直極化天線只利用C波段陣面的部分槽，因此對C波段天線的遮擋效應(yīng)很小。仿真實驗表明，C波段天線的交叉極化低于_30dB。
[0022](3)由于槽深的奇數(shù)倍，對C波段水平極化天線、C波段垂直極化天線的極化隔離度影響很小。仿真實驗表明，C波段天線的極化隔離度大于30dB。同時H約為A2/4，L波段垂直極化天線3的互耦小于-13dB，帶寬約8%。
[0023](4)C波段水平極化天線、C波段垂直極化天線和L波段垂直極化天線互不干涉，C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線可用常見的波導(dǎo)端饋，波導(dǎo)底部同軸饋電或在波導(dǎo)下方再放置一級波導(dǎo)饋電增加帶寬。
[0024]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0025]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0026]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的雙波段共口徑天線的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的雙波段共口徑天線的側(cè)視圖；
[0028]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的雙波段共口徑天線的俯視圖；
[0029]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的L波段垂直極化天線3饋電示意圖；
[0030]圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的L波段垂直極化天線3的端口駐波示意圖；
[0031]圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的L波段垂直極化天線3水平面和垂直面的主極化方向圖和交叉極化方向圖；
[0032]圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2端口駐波的不意圖；
[0033]圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的C波段垂直極化天線水平面和垂直面的主極化方向圖和交叉極化方向圖；
[0034]圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的C波段水平極化天線水平面和垂直面的主極化方向圖和交叉極化方向圖。
【具體實施方式】
[0035]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0036]本發(fā)明提出一種雙波段共口徑天線，該雙波段共口徑天線可以用于電磁波的發(fā)送和接收。
[0037]下面參考圖1至圖9對本發(fā)明實施例的雙波段共口徑天線進行說明。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明實施例的雙波段共口徑天線，包括C波段水平極化天線1、C波段垂直極化天線2、L波段垂直極化天線3。其中，C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2為波導(dǎo)縫隙天線，C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2采用波導(dǎo)端饋。
[0039]首先，根據(jù)天線的工作頻段和掃描范圍可確定天線的單元間距，從而確保不會出現(xiàn)柵瓣。在本發(fā)明的一個實施例中，設(shè)置C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2的工作頻段和掃描范圍相同，因此其單元間距也相同。
[0040]此外，為了便于工程實現(xiàn)，設(shè)置L波段垂直極化天線3的單元間距為C波段天線單元間距的整數(shù)倍。
[0041]優(yōu)選的，設(shè)置L波段垂直極化天線3的單元間距為C波段天線單元間距的4倍。即，dx2 = 4*dxl，其中，dxl為C波段天線的方位向單元間距，dx2為L波段垂直極化天線3的方位向單元間距。
[0042]在本發(fā)明的一個實施例中，C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2采用波導(dǎo)端饋，采用以下方式之一:
[0043](I)波導(dǎo)底部同軸饋電；
[0044](2)在波導(dǎo)下方再放置一級波導(dǎo)饋電增加帶寬。
[0045]并且，C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2的輻射面的高度差Η*λ1;/4的奇數(shù)倍，其中，&為(:波段的中心頻率的波長，由此可以提高C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2的隔離度。
[0046]優(yōu)選的，C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2的輻射面的高度差H為λ2/4。其中，入2為L波段的中心頻率的波長。
[0047]進一步，C波段水平極化天線I為波導(dǎo)縫隙天線，波導(dǎo)管為脊波導(dǎo)，在脊波導(dǎo)管上開“八”字形縫，其中，縫間距為(1 = 0.83&山為(:波段的中心頻率的波長。
[0048]C波段垂直極化天線2為波導(dǎo)縫隙天線，波導(dǎo)管為脊波導(dǎo)，在脊波導(dǎo)管上開縱向縫，其中縫間距為d。
[0049]在單元間距確定后，下面進一步確定C波段波導(dǎo)縫隙天線的尺寸及縫隙尺寸。優(yōu)選的，如圖2所示，Bl = OJSA1,13I=OJSA1，C1 = O-UA1 ,(Il=O-HA1 = 々2 = 0.24X102 = 0.04X1(12 = 0.ISXlH=IXu = 0.56X1 (Ixl=O-SSX1。其中，縫隙寬度約為2mm，C波段垂直極化天線2的縫長約為0.56h，C波段水平極化天線縫與波導(dǎo)管軸向夾角為10.7°，縫長約
0.63λι0
[0050]在本發(fā)明的一個實施例中，C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2用金屬板隔開。優(yōu)選的，金屬板的板厚約為1_。
[0051]圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的C波段水平極化天線I和C波段垂直極化天線2端口駐波的示意圖。圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的C波段垂直極化天線水平面和垂直面的主極化方向圖和交叉極化方向圖。圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的C波段水平極化天線水平面和垂直面的主極化方向圖和交叉極化方向圖。
[0052]L波段垂直極化天線3為長槽天線，采用同軸饋電。
[0053]需要說明的是，C波段水平極化天線1、C波段垂直極化天線2、L波段垂直極化天線3的饋電方式不限于上述舉例，采用其他饋電方式來激勵上述天線，都屬于本申請的保護范圍，在此不再贅述。
[0054]優(yōu)選的，參考圖1和圖3，L波段垂直極化天線3由C波段垂直極化天線2上方的長槽結(jié)構(gòu)形成L波段垂直極化輻射。
[0055]具體地，如圖4所示，L波段垂直極化天線3采用同軸饋電，其饋電位置在C波段垂直極化天線2的上方，縱向間距為4*d。
[0056]進一步，為了匹配阻抗，在L波段垂直極化天線3的同軸饋電點兩側(cè)距離同軸線2*d處設(shè)置金屬板。同軸饋電口距離C波段垂直極化天線2的波導(dǎo)管Hl = OJex1，其中山=0.23λ2。圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的L波段垂直極化天線3的端口駐波示意圖。圖6為根據(jù)本
[0057]發(fā)明實施例的L波段垂直極化天線3水平面和垂直面的主極化方向圖和交叉極化方向圖。
[0058]根據(jù)本發(fā)明實施例的雙波段共口徑天線，通過由采用波導(dǎo)端饋的C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線，以及采用同軸饋電的L波段垂直極化天線為長槽天線組成，具有結(jié)構(gòu)緊湊、饋電靈活、隔離度高、口徑效率高、重量輕、可電掃描、雙波段和多極化等功能，便于組成大型陣面。
[0059]本發(fā)明實施例的雙波段共口徑天線具有以下有益效果:
[0060](I )C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線采用脊波導(dǎo)可減小天線尺寸，便于組陣，在垂直面實現(xiàn)波束掃描。L波段垂直極化天線利用C波段垂直極化天線陣面上的長槽，也可在垂直面組陣，實現(xiàn)波束掃描。
[0061](2)L波段垂直極化天線只利用C波段陣面的部分槽，因此對C波段天線的遮擋效應(yīng)很小。仿真實驗表明，C波段天線的交叉極化低于_30dB。
[0062](3)由于槽深的奇數(shù)倍，對C波段水平極化天線、C波段垂直極化天線的極化隔離度影響很小。仿真實驗表明，C波段天線的極化隔離度大于30dB。同時H約為A2/4，L波段垂直極化天線3的互耦小于-13dB，帶寬約8%。
[0063](4)C波段水平極化天線、C波段垂直極化天線和L波段垂直極化天線互不干涉，C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線可用常見的波導(dǎo)端饋，波導(dǎo)底部同軸饋電或在波導(dǎo)下方再放置一級波導(dǎo)饋電增加帶寬。
[0064]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0065]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【主權(quán)項】
1.一種雙波段共口徑天線，其特征在于，包括:C波段水平極化天線、C波段垂直極化天線、L波段垂直極化天線， 所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線為波導(dǎo)縫隙天線，所述L波段垂直極化天線為長槽天線， 所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線采用波導(dǎo)端饋，所述L波段垂直極化天線采用同軸饋電， 其中，所述C波段水平極化天線和所述C波段垂直極化天線的輻射面的高度差!1為&/4的奇數(shù)倍，其中，X1SC波段的中心頻率的波長。。2.如權(quán)利要求1所述的雙波段共口徑天線，其特征在于，所述L波段垂直極化天線由所述C波段垂直極化天線上方的長槽結(jié)構(gòu)形成。3.如權(quán)利要求1所述的雙波段共口徑天線，其特征在于，所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線采用波導(dǎo)端饋，采用以下方式之一: (1)波導(dǎo)底部同軸饋電； (2)在波導(dǎo)下方再放置一級波導(dǎo)饋電增加帶寬。4.如權(quán)利要求1所述的雙波段共口徑天線，其特征在于，所述C波段水平極化天線和所述C波段垂直極化天線的輻射面的高度差H為λ2/4，其中，A2SL波段的中心頻率的波長。5.如權(quán)利要求1所述的雙波段共口徑天線，其特征在于，所述C波段水平極化天線為波導(dǎo)縫隙天線，波導(dǎo)管為脊波導(dǎo)，在脊波導(dǎo)管上開“八”字形縫，其中，縫間距為d = 0.SSA1A1SC波段的中心頻率的波長； 所述C波段垂直極化天線為波導(dǎo)縫隙天線，波導(dǎo)管為脊波導(dǎo)，在脊波導(dǎo)管上開縱向縫，其中縫間距為d， 其中，所述C波段水平極化天線和C波段垂直極化天線用金屬板隔開。6.如權(quán)利要求5所述的雙波段共口徑天線，其特征在于，所述L波段垂直極化天線采用同軸饋電，其饋電位置在所述C波段垂直極化天線的上方，縱向間距為4*d。7.如權(quán)利要求6所述的雙波段共口徑天線，其特征在于，在所述L波段垂直極化天線的同軸饋電點兩側(cè)距離同軸線2*d處設(shè)置金屬板。
【文檔編號】H01Q13/12GK105846114SQ201610209548
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】翟永波, 汪偉, 盧曉鵬
【申請人】中國電子科技集團公司第三十八研究所