一种高隔离度悬置微带线平衡馈电的双极化宽带天线阵列的制作方法

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种高隔离度悬置微带线平衡馈电的双极化宽带天线阵列。

背景技术：

近年来,随着卫星通信的广泛应用和快速发展,对于卫星通信系统中的天线设计也提出了更高的要求。微带天线以其低剖面、重量轻、易共形，易于加工以及馈电方式多样化等特点越来越受到关注。但是大多数微带天线的馈电网络均设计在为印制板的中间层的微带线，使得天线损耗较大；普通的双极化微带天线在不采取其它措施的情况下，隔离度一般较低，而且双极化天线由于双极化馈电，印刷板间单层馈线难以实现大型天线阵列的双极化馈电网络排布。此外，也有波导与悬置带线组合串并馈电的双极化天线阵列，但其体积较大，剖面较高。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高隔离度悬置微带线平衡馈电的双极化宽带天线阵列，具有高隔离度，高增益，宽的阻抗带宽。

技术方案：本发明所述的高隔离度悬置微带线平衡馈电的双极化宽带天线阵列，包括天线本体和对天线本体馈电的馈电网络，所述天线本体由若干天线单元排列而成，所述天线单元包括上层介质板、中层介质板、下层介质板、第一极化同轴探针和第二极化同轴探针，所述上层介质板的上表面印制有一个辐射贴片，并与第一极化同轴探针和第二极化同轴探针相连，所述下层介质板的下表面印制有接地反射板；所述馈电网络在所述天线本体背面平行固定，包括从上到下依次固定在一起的第一金属结构件、第一极化馈电网络介质板、第二金属结构件、第二极化馈电网络介质板和第三金属结构件，所述第一极化馈电网络介质板和第二极化馈电网络介质板上表面分别印制第一金属带线多级功分网络和第二金属带线多级功分网络，第一金属带线多级功分网络和第二金属带线多级功分网络向上分别与若干第一极化同轴探针和第二极化同轴探针相连，向下分别与第一馈电端口和第二馈电端口相连，实现馈电网络对天线本体的馈电。

进一步的，所述天线本体中相邻的天线单元对称排布成二维天线阵列，在第一维度上相邻的第一极化同轴探针采用等幅反相的馈电方式，通过第一金属带线第一级功分网络到相邻的第一极化同轴探针的长度相差二分之一波长实现，在第二维度上相邻的第一极化同轴探针采用等幅同相的馈电方式，通过第一金属带线第二级功分网络到相邻的第一金属带线第一级功分网络长度相等实现；在第二维度上相邻的第二极化同轴探针采用等幅反相的馈电方式，通过第二金属带线第一级功分网络到相邻的第二极化同轴探针的长度相差二分之一波长实现，在第一维度上相邻的第二极化同轴探针采用等幅同相的馈电方式，通过第二金属带线第二级功分网络到相邻的第二金属带线第一级功分网络长度相等实现。

进一步的，所述第一金属结构件、第二金属结构件和第三金属结构件分别挖有空气腔，所述第一极化馈电网络介质板上设有金属化通孔，与若干第一极化同轴探针和第二极化同轴探针、第一金属带线多级功分网络、第二金属带线多级功分网络、第一馈电端口和第二馈电端口形成微波传输线，实现馈电网络对天线本体的馈电。

进一步的，所述中层介质板为微波空气泡棉板。

有益效果：与现有技术相比，本发明其显著效果在于通过平面天线阵列和悬置微带线馈电网络的设计，实现了平板双极化天线阵列，具有体积小、低剖面的外形，波束宽度很窄，可以降低卫星通信的邻星干扰；通过馈电网络分层的设计，可以实现多极化方式的馈电；通过相邻单元对称平衡馈电的设计，使天线具有很高的隔离度，并有效改善交叉极化；中层介质板采用微波空气泡棉板，降低了介质损耗，展宽了阻抗带宽；采用圆形辐射贴片，使天线具有25％的阻抗带宽，实现收发共口径；利用悬置微带线功分网络的馈电方式，比传统微带馈电的损耗低，噪声性能好，可以获得高增益。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的结构示意图；

图2为实施例中所述天线单元的放大示意图；

图3为实施例所述天线单元的剖面示意图；

图4为第一极化一分四金属带线功分网络俯视图；

图5为第二极化一分四金属带线功分网络俯视图；

图6为双极化馈电网络剖面示意图。

具体实施方式

为了详细的说明本发明公开的技术方案，下面结合说明书及附图做进一步的阐述。

本实施例提供了一种高隔离度悬置微带线平衡馈电的双极化宽带天线阵列，包括天线本体和对天线本体馈电的馈电网络，如图1所示，天线本体是平板贴片天线阵列，由16×16个天线单元1以相邻单元对称排布而成，结合图2和图3，天线单元1包括上层介质板11、中层介质板12、下层介质板13、第一极化同轴探针14和第二极化同轴探针15，上层介质板11的上表面印制有一个辐射贴片111，并与第一极化同轴探针14和第二极化同轴探针15相连，下层介质板13的下表面印制有接地反射板131。

如图1所示，馈电网络在天线本体背面平行固定，包括从上到下依次固定在一起的第一金属结构件21、第一极化馈电网络介质板22、第二金属结构件23、第二极化馈电网络介质板24和第三金属结构件25，第一极化馈电网络介质板22和第二极化馈电网络介质板24上表面分别印制由8级t型结功分器级联成的第一金属带线多级功分网络26和第二金属带线多级功分网络27，第一金属带线多级功分网络26和第二金属带线多级功分网络27向上分别与若干第一极化同轴探针14和第二极化同轴探针15相连，向下分别与第一馈电端口28和第二馈电端口29相连，实现馈电网络对天线本体的馈电。

如图4和图5所示，在横向上相邻的第一极化同轴探针14a和14b采用等幅反相的馈电方式，通过第一金属带线第一级功分网络26a到相邻的第一极化同轴探针14a和14b的长度相差二分之一波长实现，在纵向上相邻的第一极化同轴探针14a和14c采用等幅同相的馈电方式，通过第一金属带线第二级功分网络26b到相邻的第一金属带线第一级功分网络26a长度相等实现；在纵向上相邻的第二极化同轴探针15a和15b采用等幅反相的馈电方式，通过第二金属带线第一级功分网络27a到相邻的第二极化同轴探针15a和15b的长度相差二分之一波长实现，在横向上相邻的第二极化同轴探针15a和15c采用等幅同相的馈电方式，通过第二金属带线第二级功分网络27b到相邻的第二金属带线第一级功分网络27a长度相等实现。

如图1和图6所示，第一金属结构件21、第二金属结构件23和第三金属结构件25分别挖有空气腔30a和30b，第一极化馈电网络介质板22上挖有金属化通孔31，与若干第一极化同轴探针14和第二极化同轴探针15、第一金属带线多级功分网络26、第二金属带线多级功分网络27、第一馈电端口28和第二馈电端口29形成两极化互相隔离的微波传输线，实现馈电网络对天线本体的馈电。

本实施例通过对平面天线阵列和悬置微带线馈电网络的设计，实现了平板双极化天线阵列，具有体积小、低剖面的外形，波束宽度很窄，可以降低卫星之间的互相干扰；通过馈电网络分层的设计，可以实现多极化方式的馈电；通过相邻单元对称平衡馈电的设计，使天线具有很高的隔离度，并有效改善交叉极化；中层介质板采用微波空气泡棉板，降低了介质损耗，展宽了阻抗带宽；采用圆形辐射贴片，使天线具有25％的阻抗带宽，实现接收和发射信号共天线；利用悬置微带线功分网络的馈电方式，比传统微带馈电的损耗低，噪声性能好，可以获得高增益。

在其他实施例中，本领域技术人员基于本发明所述的天线阵列结构，还可根据需要设置天线单元的数量，根据天线单元的数量相应更改馈电结构的过渡微带线数量进行馈电。