一种宽带双极化天线阵列

1.本发明涉及天线阵列，尤其是涉及一种宽带双极化隔板天线阵列。


背景技术：

2.ku频段的卫星通信可以实现高通量的数据传输。在ku频段的卫星通信系统中，通常采用独立的正交线性极化来建立稳定的上行链路和下行链路，而远距离的应用场景需要高增益高效率的天线特性，所以可以覆盖ku全频段卫星通信的宽带高增益高效率天线阵列被广泛关注。采用波导模型的全金属天线阵列是实现高增益高效率双极化的一种有效方式，但已报道的大多数全金属双极化天线阵列由于受到背腔等因素的影响使他们的带宽都无法满足满足覆盖整个ku频段卫星通信的要求。比如文献（1 s.
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g. zhou, g.
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l. huang, t.
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h. chio, j.
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j. yang and g. wei, "design of a wideband dual-polarization full-corporate waveguide feed antenna array," in ieee transactions on antennas and propagation, vol. 63, no. 11, pp. 4775-4782, nov. 2015, doi: 10.1109/tap.2015.2479639.）公开了一种双极化天线阵列，该天线阵列的带宽相对较窄，不能覆盖ku频段。由此，要想实现宽带高增益高效率的双极化天线阵列仍然有许多工作要做。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种在具有高增益高效率的同时，带宽能够覆盖ku频段，满足ku频段卫星通信要求的宽带双极化天线阵列。
4.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种宽带双极化天线阵列，包括辐射网络和馈电网络，所述的馈电网络用于将输入其处的tem模形式的电磁波转换成te10模形式的电磁波传输至所述的辐射网络，所述的辐射网络用于将所述的馈电网络传输至其处的电磁波辐射至自由空间；所述的辐射网络通过矩形槽内设置四级金属阶梯构成的隔板结构结合隔板结构上方设置的金属枝节来实现，所述的馈电网络基于脊波导结构、微同轴结构以及魔t构成的全并馈网络实现。
5.所述的辐射网络包括两块金属板和16个辐射单元，两块金属板分别称为第一金属板和第二金属板，所述的第一金属板位于第二金属板的上方，所述的第一金属板和所述的第二金属板均为方形板，且两者尺寸相同，所述的第一金属板和所述的第二金属板上下对齐层叠在一起，两块金属板的长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向，厚度方向为上下方向；每个所述的辐射单元均包括一个金属枝节组、第一辐射组件和第二辐射组件，所述的金属枝节组位于所述的第一金属板的上方，所述的金属枝节组均包括八个均为矩形的金属枝节，将八个金属枝节分别称为第一金属枝节、第二金属枝节、第三金属枝节、第四金属枝节、第五金属枝节、第六金属枝节、第七金属枝节和第八金属枝节；所述的第一金属枝节、所述的第二金属枝节、所述的第三金属枝节和所述的第四金属枝节大小尺寸完全相同，所述的第一金属枝节、所述的第二金属枝节、所述的第三金属枝节和所述的第四金属枝节按照2
行2列方式均匀间隔分布，且其行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，其中所述的第一金属枝节位于第1行第1列，所述的第二金属枝节位于第2行第1列，所述的第三金属枝节位于第1行第2列，所述的第四金属枝节位于第2行第2列，所述的第一金属枝节、所述的第二金属枝节、所述的第三金属枝节和所述的第四金属枝节的左端面均平行于所述的第一金属板的左端面所在平面，所述的第一金属枝节、所述的第二金属枝节、所述的第三金属枝节和所述的第四金属枝节的前端面均平行于所述的第一金属板的前端面所在平面，所述的第一金属枝节和所述的第二金属枝节的左端面位于同一平面，所述的第三金属枝节和所述的第四金属枝节的右端面位于同一平面，所述的第一金属枝节和所述的第三金属枝节的前端面位于同一平面，所述的第一金属枝节和所述的第三金属枝节的后端面位于同一平面，所述的第二金属枝节和所述的第四金属枝节的前端面位于同一平面，所述的第二金属枝节和所述的第四金属枝节的后端面位于同一平面，所述的第一金属枝节、所述的第二金属枝节、所述的第三金属枝节和所述的第四金属枝节的下端面均固定在所述的第一金属板的上端面上且呈贴合状态，所述的第五金属枝节与所述的第六金属枝节大小尺寸完全相同，所述的第五金属枝节位于所述的第一金属枝节和所述的第二金属枝节之间，所述的第五金属枝节的前端面平行于所述的第一金属枝节的后端面，且两者之间具有一段距离，所述的第五金属枝节的后端面平行于所述的第二金属枝节的前端面，且两者之间具有一段距离，所述的第五金属枝节的左端面与所述的第一金属枝节的左端面位于同一平面，所述的第五金属枝节的下端面固定在所述的第一金属板的上端面上且呈贴合状态，所述的第五金属枝节沿上下方向的高度比所述的第一金属枝节沿上下方向高度小，所述的第五金属枝节沿左右方向的长度比所述的第一金属枝节沿左右方向长度小；所述的第六金属枝节位于所述的第三金属枝节和所述的第四金属枝节之间，所述的第六金属枝节的前端面平行于所述的第三金属枝节的后端面，且两者之间具有一段距离，所述的第六金属枝节的后端面平行于所述的第四金属枝节的前端面，且两者之间具有一段距离，所述的第六金属枝节的右端面与所述的第三金属枝节的右端面位于同一平面，所述的第六金属枝节的下端面固定在所述的第一金属板的上端面上且呈贴合状态，所述的第六金属枝节沿上下方向的高度比所述的第三金属枝节沿上下方向高度小，所述的第六金属枝节沿左右方向的长度比所述的第三金属枝节沿左右方向长度小；所述的第七金属枝节位于所述的第一金属枝节和所述的第三金属枝节之间，所述的第七金属枝节的左端面平行于所述的第一金属枝节的右端面，且两者之间具有一段距离，所述的第七金属枝节的右端面平行于所述的第三金属枝节的左端面，且两者之间具有一段距离，所述的第七金属枝节的前端面与所述的第一金属枝节的前端面位于同一平面，所述的第七金属枝节的下端面固定在所述的第一金属板的上端面上且呈贴合状态，所述的第七金属枝节的上端面与所述的第一金属枝节的上端面位于同一平面，所述的第七金属枝节沿前后方向的长度与所述的第一金属枝节沿前后方向长度一致；所述的第七金属枝节沿左右方向的长度比所述的第一金属枝节沿左右方向的长度小；所述的第八金属枝节位于所述的第二金属枝节和所述的第四金属枝节之间，所述的第八金属枝节的左端面平行于所述的第二金属枝节的右端面，且两者之间具有一段距离，所述的第八金属枝节的右端面平行于所述的第四金属枝节的左端面，且两者之间具有一段距离，所述的第八金属枝节的前端面与所述的第二金属枝节的前端面位于同一平面，所述的第八金属枝节的下端面固定在所述的第一金属板的上端面上且呈贴合状态，所述的第八金属枝节的上端面与所述的第
一金属枝节的上端面位于同一平面，所述的第八金属枝节的后端面与所述的第二金属枝节的后端面位于同一平面；所述的第一辐射组件包括开设在所述的第一金属板上的第一矩形槽、四级金属阶梯、第一三级金属阶梯、第二三级金属阶梯、第一矩形金属块和第二矩形金属块，所述的第一矩形槽的前端面与所述的第一金属板的前端面平行，所述的第一矩形槽上下贯穿所述的第一金属板，所述的第一矩形槽的前端面与所述的第一金属枝节的后端面位于同一平面，所述的第一矩形槽的后端面与所述的第二金属枝节的前端面位于同一平面，所述的第一矩形槽的左端面位于所述的第一金属枝节的左端面所在平面的右侧以及所述的第一金属枝节的右端面所在平面的左侧，且所述的第一矩形槽的左端面与所述的第一金属枝节的左端面所在平面之间的距离等于所述的第一金属枝节沿左右方向长度的四分之一，所述的第一矩形槽的右端面位于所述的第三金属枝节的左端面所在平面的右侧以及所述的第三金属枝节的右端面所在平面的左侧，且所述的第一矩形槽的右端面与所述的第三金属枝节的右端面所在平面之间的距离等于所述的第三金属枝节沿左右方向长度的四分之一；所述的四级金属阶梯由四个矩形金属块组成，分别称为第三矩形金属块、第四矩形金属块、第五矩形金属块和第六矩形金属块，所述的第三矩形金属块、所述的第四矩形金属块、所述的第五矩形金属块和所述的第六矩形金属块按照从前到后的顺序依次设置在所述的第一矩形槽内，所述的第三矩形金属块的前端面与所述的第一矩形槽的前端面固定连接且呈贴合状态，所述的第四矩形金属块的前端面和第三矩形金属块的后端面固定连接且呈贴合状态，所述的第五矩形金属块的前端面和第四矩形金属块的后端面固定连接且呈贴合状态，所述的第六矩形金属块的前端面和第五矩形金属块的后端面固定连接且呈贴合状态，所述的第六矩形金属块的后端面与所述的第一矩形槽的后端面固定连接且呈贴合状态，所述的第三矩形金属块、所述的第四矩形金属块、所述的第五矩形金属块和所述的第六矩形金属块的左端面位于同一平面，所述的第三矩形金属块、所述的第四矩形金属块、所述的第五矩形金属块和所述的第六矩形金属块的右端面位于同一平面，所述的第三矩形金属块、所述的第四矩形金属块、所述的第五矩形金属块和所述的第六矩形金属块的下端面与所述的第一矩形槽的下端面位于同一平面，所述的第三矩形金属块的右端面到所述的第一矩形槽的右端面的距离等于所述的第三矩形金属块的左端面到所述的第一矩形槽的左端面的距离，所述的第三矩形金属块的上端面与所述的第一矩形槽的上端面位于同一平面，所述的第四矩形金属块沿前后方向的宽度比所述的第三矩形金属块沿前后方向的宽度小，所述的第四矩形金属块沿上下方向的高度比所述的第三矩形金属块沿上下方向的高度小，所述的第五矩形金属块沿前后方向的宽度比所述的第四矩形金属块沿前后方向的宽度大，所述的第五矩形金属块沿上下方向的高度比所述的第四矩形金属块沿上下方向的高度小，所述的第六矩形金属块沿前后方向的宽度比所述的第五矩形金属块沿前后方向的宽度小，所述的第五矩形金属块沿上下方向的高度比所述的第四矩形金属块沿上下方向的高度小；所述的第一三级金属阶梯包括第七矩形金属块、第八矩形金属块和第九矩形金属块，所述的第七矩形金属块、所述的第八矩形金属块和所述的第九矩形金属块按照从右到左顺序设置，所述的第七矩形金属块的右端面与所述的第一矩形槽的右端面固定连接且呈贴合状态，所述的第七矩形金属块的前端面到所述的第一矩形槽的前端面的距离等于所述的第七矩形金属块的后端面到所述的第一矩形槽的后端面的距离，所述的第八矩形金属块的右端面与所述的第七矩形金属块的左端面固定连接且呈贴合状态，所述的第九矩形金属块的右
端面与所述的第八矩形金属块的左端面固定连接且呈贴合状态，所述的第七矩形金属块的上端面与所述的第一矩形槽的上端面齐平，所述的第七矩形金属块、所述的第八矩形金属块和所述的第九矩形金属块的下端面均与所述的第一矩形槽的下端面齐平，所述的第八矩形金属块沿上下方向的高度比所述的第七矩形金属块沿上下方向的高度小，所述的第九矩形金属块沿上下方向的高度比所述的第八矩形金属块沿上下方向的高度小，所述的第八矩形金属块沿左右方向的宽度比所述的第七矩形金属块沿左右方向的宽度大，所述的第九矩形金属块沿左右方向的宽度比所述的第八矩形金属块沿左右方向的宽度大，所述的第二三级金属阶梯与所述的第一三级金属阶梯相对于所述的第一矩形槽沿前后方向的对称平面呈左右对称；所述的第一矩形金属块位于所述的四级金属阶梯的右侧和所述的第一三级金属阶梯的左侧，所述的第一矩形金属块的左端面与所述的第三矩形金属块的右端面固定连接且呈贴合状态，所述的第一矩形金属块的前端面位于所述的第四矩形金属块的后端面所在平面的前侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形金属块的后端面位于所述的第五矩形金属块的后端面所在平面的前侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一矩形金属块的下端面与所述的第三矩形金属块的下端面齐平，所述的第一矩形金属块沿上下方向的高度比所述的第三矩形金属块沿上下方向的高度小，所述的第二矩形金属块与所述的第一矩形金属块相对于所述的第一矩形槽沿前后方向的对称平面呈左右对称；所述的第二辐射组件包括开设第二矩形槽、第三矩形槽、第十矩形金属块和第十一矩形金属块，所述的第二矩形槽和所述的第三矩形槽开设在所述的第二金属板上，且上下贯穿所述的第二金属板，所述的第二矩形槽和所述的第三矩形槽左右间隔分布，所述的第二矩形槽的前端面、所述的第三矩形槽的前端面与所述的第一矩形槽的前端面平行，所述的第二矩形槽的前端面位于所述的第一矩形槽的前端面所在平面的后侧，且两者之间具有一段距离；所述的第三矩形槽的前端面位于所述的第一矩形槽的前端面所在平面的后侧，且两者之间具有一段距离；所述的第二矩形槽的后端面、所述的第三矩形槽的后端面与所述的第一矩形槽的后端面平行，所述的第二矩形槽的后端面位于所述的第一矩形槽的后端面所在平面的前侧，且两者之间具有一段距离 ；所述的第三矩形槽的后端面位于所述的第一矩形槽的后端面所在平面的前侧，且两者之间具有一段距离 ；所述的第二矩形槽的左端面与所述的第一矩形槽的左端面平行，所述的第二矩形槽的左端面位于第一矩形槽的左端面所在平面的右侧，且两者之间具有一段距离 ；所述的第三矩形槽的左端面位于所述的第二矩形槽的右端面所在平面的右侧，且两者之间具有一段距离；所述的第二矩形槽的右端面与所述的第一矩形槽的右端面平行，所述的第二矩形槽的右端面位于所述的第一矩形槽的右端面的左侧，且两者之间具有一段距离；所述的第三矩形槽的右端面位于所述的第二矩形槽的右端面的右侧，且两者之间具有一段距离；所述的第九矩形金属块位于所述的第二矩形槽内，所述的第九矩形金属块的上端面与所述的第二矩形槽的上端面齐平，所述的第十矩形金属块的下端面与所述的第二矩形槽的下端面齐平，所述的第十矩形金属块的左端面与所述的第二矩形槽的左端面连接且呈贴合状态，所述的第十矩形金属块相对于所述的第二矩形槽沿左右方向的对称平面呈前后对称，所述的第十矩形金属块沿前后方向的长度比所述的第二矩形槽沿前后方向的长度小，所述的第十矩形金属块沿左右方向的长度比所述的第二矩形槽沿左右方向的长度小，所述的第十一矩形金属块位于所述的第三矩形槽内，所述的第十一矩形金属块的上端面与所述的第三矩形槽的上端面齐平，所述的第十一矩形金属块的下端面
与所述的第三矩形槽的下端面齐平，所述的第十一矩形金属块的右端面与所述的第三矩形槽的右端面连接且呈贴合状态，所述的第十一矩形金属块相对于所述的第三矩形槽沿左右方向的对称平面呈前后对称，所述的第十一矩形金属块沿前后方向的长度比所述的第三矩形槽沿前后方向的长度小，所述的第十一矩形金属块沿左右方向的长度比所述的第三矩形槽沿左右方向的长度小；所述的第一矩形槽的上端面为所述的辐射单元的输出端口，所述的第二矩形槽的下端面为所述的辐射单元的第一输入端口，所述的第三矩形槽的下端面为所述的辐射单元的第二输入端口，所述的辐射单元的第一输入端口用于接入te10模式的电磁波，所述的辐射单元的第二输入端口用于接入te10模式的电磁波，所述的辐射单元的输出端口用于将te10模式的电磁波辐射至自由空间；16个辐射单元按照4行4列方式分布，且其行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，位于同一行的每相邻两个辐射单元的第一矩形槽之间的间距为19mm，位于同一列的相邻两个辐射单元的第一矩形槽之间的间距为19mm，位于同一行的每相邻两个辐射单元，后一列辐射单元的金属枝节组的第一金属枝节的左端面与前一列辐射单元的金属枝节组的第三金属枝节的右端面完全重合，后一列辐射单元的金属枝节组的第五金属枝节的左端面与前一列辐射单元的金属枝节组的第六金属枝节的右端面完全重合，后一列辐射单元的金属枝节组的第二金属枝节的左端面与前一列辐射单元的金属枝节组的第四金属枝节的右端面完全重合；位于同一列的每相邻两个辐射单元，后一行辐射单元的金属枝节组的第一金属枝节的前端面与前一行辐射单元的金属枝节组的第二金属枝节的后端面完全重合，后一行辐射单元的金属枝节组的第七金属枝节的前端面与前一行辐射单元的金属枝节组的第八金属枝节的后端面完全重合，后一行辐射单元的金属枝节组的第三金属枝节的前端面与前一行辐射单元的金属枝节组的第四金属枝节的后端面完全重合。该辐射网络采用全金属的结构，消除了介质损耗，从而实现高增益和高效率；同时，该辐射网络的每个辐射单元均基于隔板结构和金属枝节进行设计，同时在其内部增加金属矩形块进行多级匹配，从而达到宽带宽的效果。
6.所述的馈电网络包括第三金属板、第一馈电组件和第二馈电组件，所述的第一馈电组件和所述的第二馈电组件均设置在所述的第三金属板；所述的第三金属板位于所述的第二金属板的下方，所述的第三金属板为方形板，所述的第三金属板和所述的第二金属板的尺寸相同，所述的第三金属板的前端面与所述的第二金属板的前端面上下对齐，所述的第三金属板的后端面与所述的第二金属板的后端面上下对齐，所述的第三金属板的左端面与所述的第二金属板的左端面上下对齐，所述的第三金属板的右端面与所述的第二金属板的右端面上下对齐；所述的第一馈电组件包括一个魔t和两个转接头；所述的两个转接头称为第一转接头和第二转接头，所述的魔t为基于脊波导结构的魔t，包括一个h面转e面的同轴转双脊结构、一个基于脊波导结构的y型功分器以及一个h面的同轴转单脊结构；所述的h面转e面的同轴转双脊结构包括开设在所述的第三金属板上的三个矩形槽、第十二矩形金属块、第十三矩形金属块、第一两级金属阶梯和第一同轴结构；将三个矩形槽分别称为第四矩形槽、第五矩形槽和第六矩形槽，所述的第四矩形槽的下端面位于所述的第三金属板的下端面的上方，且两者之间具有一段距离 ，所述的第四矩形槽的上端面位于所述的第三金属板的上端面的下方，且两者之间具有一段距离 ，所述的第四矩形槽沿左右方向的对称面与所述的第三金属板沿左右方向的对称面重合，所述的第四矩形槽沿前后方向的对称面位于所述的第三金属板沿前后方向的对称面的左侧，且两者之间具有一段距离，所述的第四
矩形槽的左端面位于所述的第三金属板的左端面的右侧，且两者之间具有一段距离，所述的第四矩形槽的右端面位于所述的第三金属板的右端面的左侧，且两者之间具有一段距离，所述的第五矩形槽位于所述的第四矩形槽的后侧，所述的第五矩形槽的前端面与所述的第四矩形槽的后端面连接且呈贴合状态，所述的第五矩形槽的上端面位于所述的第四矩形槽的上端面的下方，且两者之间具有一段距离，所述的第五矩形槽的下端面与所述的第四矩形槽的下端面平齐，所述的第五矩形槽的左端面与所述的第四矩形槽的左端面齐平，所述的第五矩形槽的右端面与所述的第四矩形槽的右端面齐平，所述的第五矩形槽沿前后方向的宽度比所述的第四矩形槽沿前后方向的宽度大，所述的第六矩形槽位于所述的第五矩形槽的后侧，所述的第六矩形槽的前端面与所述的第五矩形槽的后端面呈贴合状态，所述的第六矩形槽的上端面与所述的第五矩形槽的上端面平齐，所述的第六矩形槽的下端面与所述的第五矩形槽的下端面平齐，所述的第六矩形槽沿前后方向的宽度比所述的第五矩形槽沿前后方向的宽度大，所述的第六矩形槽的左端面位于所述的第五矩形槽的左端面所在平面的左侧，且两者之间具有一段距离，所述的第六矩形槽的右端面位于所述的第五矩形槽的右端面所在平面的右侧，且两者之间具有一段距离；所述的第十二矩形金属块位于所述的第四矩形槽内，所述的第十二矩形金属块的前端面与所述的第四矩形槽的前端面连接且两者呈贴合状态；所述的第十二矩形金属块的后端面位于所述的第四矩形槽的后端面的前方，且两者之间具有一段距离 ；所述的第十二矩形金属块的左端面位于所述的第四矩形槽的左端面的右侧，且两者之间具有一段距离；所述的第十二矩形金属块的右端面位于所述的第四矩形槽的右端面的左侧，且两者之间具有一段距离；所述的第十二矩形金属块的上端面与所述的第四矩形槽的上端面齐平；所述的第十二矩形金属块的下端面与所述的第四矩形槽的下端面齐平；所述的第十三矩形金属块位于所述的第四矩形槽内，所述的第十三矩形金属块位于所述的第十二矩形金属块的后侧，所述的第十三矩形金属块的后端面与所述的第四矩形槽的后端面连接且两者呈贴合状态；所述的第十三矩形金属块的前端面位于所述的第十二矩形金属块的后端面的后侧，且两者之间具有一段距离，所述的第十三矩形金属块的左端面与所述的第十二矩形金属块的左端面齐平，所述的第十三矩形金属块的右端面与所述的第十二矩形金属块的右端面齐平；所述的第十三矩形金属块的上端面与所述的第四矩形槽的上端面齐平；所述的第十三矩形金属块的下端面位于所述的第四矩形槽的下端面上方，且两者之间具有一段距离；所述的第一两级金属阶梯包括第十四矩形金属块和第十五矩形金属块，所述的第十四矩形金属块位于所述的第五矩形槽内，所述的第十四矩形金属块的上端面与所述的第五矩形槽的上端面齐平；所述的第十四矩形金属块的下端面与所述的第十三矩形金属块的下端面齐平；所述的第十四矩形金属块的前端面与所述的第十三矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态；所述的第十四矩形金属块的左端面位于所述的第五矩形槽的左端面的右侧，且两者之间具有一段距离；所述的第十四矩形金属块的右端面位于所述的第五矩形槽的右端面的左侧，且两者之间具有一段距离；所述的第十四矩形金属块沿前后方向的宽度比所述的第五矩形槽沿前后方向的宽度小，所述的第十四矩形金属块沿左右方向的长度比所述的第五矩形槽沿左右方向的长度小；所述的第十五矩形金属块位于所述的第五矩形槽和所述的第六矩形槽内，所述的第十五矩形金属块的上端面分别与所述的第五矩形槽的上端面和所述的第六矩形槽的上端面连接且呈贴合状态；所述的第十五矩形金属块的下端面位于所述的第五矩形槽的下端面和所述的第六矩
形槽的下端面的上方，且所述的第十五矩形金属块的下端面与所述的第五矩形槽的下端面和所述的第六矩形槽的下端面之间的距离相等；所述的第十五矩形金属块的前端面与所述的第十四矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态；所述的第十五矩形金属块的左端面与所述的第十四矩形金属块的左端面平齐；所述的第十五矩形金属块的右端面与所述的第十四矩形金属块的右端面平齐；所述的第十五矩形金属块的后端面位于所述的第六矩形槽的前端面和所述的第六矩形槽的后端面之间；所述的第一同轴结构包括第一圆柱形槽和第一圆柱形金属块，所述的第一圆柱形槽开设在所述的第三金属板，所述的第一圆柱形槽位于所述的第六矩形槽的下方，所述的第一圆柱形槽的上端面与所述的第六矩形槽的下端面位于同一平面，所述的第一圆柱形槽的轴线位于所述的第六矩形槽的前端面所在平面的后侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一圆柱形槽的轴线位于所述的第六矩形槽的后端面所在平面的前侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一圆柱形槽的轴线位于所述的第六矩形槽的左端面所在平面的右侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一圆柱形槽的轴线位于所述的第六矩形槽的右端面所在平面的左侧，且两者之间具有一段距离，所述的第一圆柱形槽的下端面位于所述的第三金属板的下端面的上方，且两者之间具有一段距离；所述的第一圆柱形金属块设置在所述的第一圆柱形槽和所述的第六矩形槽内，所述的第一圆柱形金属块与所述的第一圆柱形槽同轴，所述的第一圆柱形金属块的半径比圆柱形槽的半径小，所述的第一圆柱形金属块的上端面与所述的第十五矩形金属块的下端面连接且两者呈贴合状态，所述的第一圆柱形金属块的下端面与所述的第一圆柱形槽的下端面连接且两者呈贴合状态，所述的第四矩形槽的上端面为所述的h面转e面的同轴转双脊结构的输出端口，所述的圆柱形槽的下端面为所述的h面转e面的同轴转双脊结构的输入端口；所述的y型功分器具有一个输入端口和两个输出端口，所述的y型功分器通过在第三金属板上开槽实现；所述的h面同轴转单脊结构包括两个开设在第三金属板的矩形槽、第十六矩形金属块、第十七矩形金属块、第十八矩形金属块和第二同轴结构；将两个矩形槽分别称为第七矩形槽和第八矩形槽，所述的第七矩形槽的下端面与所述的第四矩形槽上端面位于同一平面，所述的第七矩形槽的右端面位于所述的第四矩形槽的左端面所在平面的左侧，且两者之间具有一段距离；所述的第七矩形槽的前端面位于所述的第四矩形槽的前端面所在平面的前侧，且两者之间具有一段距离；所述的第七矩形槽的后端面位于所述的第四矩形槽的后端面所在平面的后侧，且两者之间具有一段距离；所述的第七矩形槽的前端面与所述的第四矩形槽的前端面所在平面的距离等于所述的第七矩形槽的后端面与所述的第四矩形槽的后端面所在平面的距离，所述的第七矩形槽的上端面位于所述的第三金属板的上端面下方，所述的第七矩形槽沿左右方向的长度比所述的所述的第四矩形槽沿左右方向的长度大；所述的第七矩形槽沿上下方向的高度比所述的第四矩形槽沿上下方向的高度小；所述的第七矩形槽的左后侧的棱进行了倒角处理；所述的第八矩形槽位于所述的第七矩形槽的前侧，所述的第八矩形槽的左端面与所述的第七矩形槽的左端面平齐，所述的第八矩形槽的右端面位于所述的第七矩形槽的右端面所在平面的左侧，且两者之间具有一段距离；所述的第八矩形槽的上端面与所述的第七矩形槽的上端面平齐，所述的第八矩形槽的下端面与所述的第七矩形槽的下端面平齐，所述的第八矩形槽的后端面与所述的第七矩形槽的前端面连接且两者呈贴合状态；所述的第八矩形槽沿前后方向的宽度比所述的第七矩形槽沿前后方向的宽度大；所述的第十六矩形金属块位于所述的第七矩形槽内，所述的第十六矩
形金属块的右端面与所述的第七矩形槽的右端面连接且两者呈贴合状态，所述的第十六矩形金属块的上端面与所述的第七矩形槽的上端面齐平，所述的第十六矩形金属块的下端面位于所述的第七矩形槽的下端面上方，且两者之间具有一段距离，所述的第十六矩形金属块的前端面位于所述的第七矩形槽的前端面的后方，且两者之间具有一段距离；所述的第十六矩形金属块的后端面位于所述的第七矩形槽的后端面的前方，且两者之间具有一段距离；所述的第十六矩形金属块左前棱进行了倒圆角处理，左后棱进行了倒角处理；所述的第十七矩形金属块位于所述的第七矩形槽内，所述的第十七矩形金属块位于所述的第十六矩形金属块的前侧，所述的第十七矩形金属块的左端面与所述的第十六矩形金属块的左端面平齐，所述的第十七矩形金属块的后端面与所述的第十六矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态；所述的第十七矩形金属块的上端面与所述的第十六矩形金属块的上端面平齐，所述的第十七矩形金属块的下端面与所述的第十六矩形金属块的下端面平齐，所述的第十七矩形金属块的右端面位于所述的第十六矩形金属块的右端面所在平面的左侧，且两者之间具有一段距离；所述的第十七矩形金属块沿前后方向的宽度比所述的第十六矩形金属块沿前后方向的宽度大，所述的第十八矩形金属块位于所述的第七矩形槽和所述的第八矩形槽内，所述的第十八矩形金属块位于所述的第十七矩形金属块的前侧，所述的第十八矩形金属块的后端面与所述的第十七矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态；所述的第十八矩形金属块的上端面与所述的第十七矩形金属块的上端面平齐，所述的第十八矩形金属块的下端面与所述的第十七矩形金属块的下端面平齐，所述的第十八矩形金属块的前端面位于所述的第八矩形槽的前端面的后方，且两者之间具有一段距离；所述的第十八矩形金属块的左端面位于所述的第十七矩形金属块的左端面所在平面的右侧，且两者之间具有一段距离；所述的第十八矩形金属块的右端面位于所述的第十七矩形金属块右端面的所在平面的左侧，且两者之间具有一段距离；所述的第十八矩形金属块沿前后方向的宽度比所述的第十七矩形金属块沿前后方向的宽度大；所述的第二同轴结构包括第二圆柱形槽和第二圆柱形金属块，所述的第二圆柱形槽开设在所述的第三金属板，所述的第二圆柱形槽位于所述的第八矩形槽的下方，所述的第二圆柱形槽的上端面与所述的第八矩形槽的下端面位于同一平面，所述的第二圆柱形槽的轴线位于所述的第八矩形槽的前端面所在平面的后侧，且两者之间具有一段距离，所述的第二圆柱形槽的轴线位于所述的第八矩形槽的后端面所在平面的前侧，且两者之间具有一段距离，所述的第二圆柱形槽的轴线位于所述的第八矩形槽的左端面所在平面的右侧，且两者之间具有一段距离，所述的第二圆柱形槽的轴线位于所述的第八矩形槽的右端面所在平面的左侧，且两者之间具有一段距离，所述的第二圆柱形槽的轴线与所述的第八矩形槽的左端面所在平面的距离等于所述的第二圆柱形槽的轴线与所述的第八矩形槽的右端面所在平面的距离，所述的第二圆柱形槽的下端面位于所述的第三金属板的下端面的上方，且两者之间具有一段距离；所述的第二圆柱形金属块设置在所述的第二圆柱形槽和所述的第八矩形槽内，所述的第二圆柱形金属块与所述的第二圆柱形槽同轴，所述的第二圆柱形金属块的半径比所述的第二圆柱形槽的半径小，所述的第二圆柱形金属块的上端面与所述的第十八矩形金属块的下端面连接且两者呈贴合状态，所述的第二圆柱形金属块的下端面与所述的第二圆柱形槽的下端面连接且两者呈贴合状态，所述的第七矩形槽的前端面为所述的h面的同轴转单脊结构输出端口，所述的第二圆柱形槽的下表面为所述的h面的同轴转单脊结构的输入端口；所述的h面转e面的同轴
转双脊结构的输入端口为所述的魔t的第一输入端口，所述的h面的同轴转单脊结构的输入端口为所述的魔t的第二输入端口，所述的h面转e面的同轴转双脊结构的输出端口和所述的h面的同轴转单脊结构的输出端口均与所述的y型功分器的输入端口连接，所述的y型功分器的两个输出端口作为所述的魔t的两个输出端口，所述的第一转接头和所述的第二转接头分别有一个输入端口和一个输出端口，所述的第一转接头和所述的第二转接头用于进行单脊波导结构到微同轴结构的转接，所述的魔t的两个输出端口分别与所述的第一转接头和所述的第二转接头的输入端口对应连接，所述的魔t的第一输入端口作为所述的第一馈电组件的第一输入端口，所述的魔t的第二输入端口作为所述的第一馈电组件的第二输入端口，所述的第一转接头的输出端口作为所述的第一馈电组件的第一输出端口，所述的第二转接头的输出端口作为所述的第一馈电组件的第二输出端口；所述的第二馈电组件包括两个基于微同轴结构的一分十六功分器和两组转接头；两个一分十六功分器分别称为第一功分器和第二功分器；所述的第一功分器和所述的第二功分器分别有一个输入端口和十六个输出端口；所述的第一功分器和所述的第二功分器分别通过在所述的第三金属板上开槽实现，两组微转接头分别称为第一组转接头和第二组转接头；所述的第一组转接头由16个相同的第三转接头组成，所述的第三转接头用于微同轴结构到单脊结构的转接，所述的第三转接头具有一个输入端口和一个输出端口， 16个第三转接头按照4行4列方式均匀间隔分布，且其行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，位于同一行的每相邻的两个第三转接头之间的间距为19mm，位于同一列的每相邻的两个第三转接头之间的间距为19mm；16个第三转接头的输入端口与所述的第一功分器的十六个输出端口一一对应连接，所述的第二组转接头由16个相同的第四转接头组成，所述的第四转接头用于微同轴结构到单脊结构的转接，所述的第四转接头具有一个输入端口和一个输出端口，16个第四转接头按照4行4列方式均匀间隔分布，且其行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，位于同一行的每相邻的两个第四转接头之间的间距为19mm，位于同一列的每相邻的两个第四转接头之间的间距为19mm；16个第四转接头的输入端口与所述的第二功分器的十六个输出端口一一对应连接，所述的第一功分器的输入端口为所述的第二馈电组件的第一输入端口，所述的第二功分器的输入端口为所述的第二馈电组件的第二输入端口，16个第三转接头的输出端口所述的第二馈电组件的第一组输出端口，16个第四转接头的输出端口所述的第二馈电组件的第二组输出端口，所述的第一馈电组件的第一输出端口和所述的第二馈电组件的第一输入端口连接，所述的第一馈电组件的第二输出端口和所述的第二馈电组件的第二输入端口连接，所述的第一馈电组件的第一输入端口作为所述的宽带双极化天线阵列的第一输入端口，所述的第一馈电组件的第二输入端口作为所述的宽带双极化天线阵列的第二输入端口，所述的第二馈电组件的第一组输出端口与16个辐射单元的第一输入端口一一对应相连，所述的第二馈电组件的第二组输出端口与16个辐射单元的第二输入端口一一对应相连。该馈电网络采用全金属的结构，消除了介质损耗，从而实现高增益和高效率；馈电网络采用微同轴结构使整体更加紧凑，同时魔t的存在，使得能够在有限的空间和简单的结构中产生同相和异相的电磁波，实现双极化馈电功能。
7.与现有技术相比，本发明的优点在于通过矩形槽内设置四级金属阶梯构成的隔板结构结合隔板结构上方设置的金属枝节来实现辐射网络，基于脊波导结构、微同轴结构以及魔t构成的全并馈网络实现馈电网络，通过魔t来同时激励馈电网络，使辐射网络的每个
辐射单元获得等幅同向和等幅反向的激励信号，基于外加金属枝节的隔板实现的辐射网络将信号变换为所需的正交双极化的形式，并消除了带宽内的增益零点，实现宽带稳定的双极化辐射，由此，本发明在具有高增益高效率的同时，带宽能够覆盖ku频段，满足ku频段卫星通信要求。
附图说明
8.图1为本发明的宽带双极化天线阵列的辐射网络的立体图；图2为本发明的宽带双极化天线阵列的辐射网络的分解图；图3为本发明的宽带双极化天线阵列的辐射网络的辐射单元的立体图；图4为本发明的宽带双极化天线阵列的辐射网络的辐射单元的分解图；图5为本发明的宽带双极化天线阵列的辐射网络的第一辐射组件的分解图一；图6为本发明的宽带双极化天线阵列的辐射网络的第一辐射组件的分解图二；图7为本发明的宽带双极化天线阵列的辐射网络的馈电网络的立体图；图8为本发明的宽带双极化天线阵列的辐射网络的馈电网络的分解图；图9为本发明的宽带双极化天线阵列的辐射网络的馈电网络的局部分解放大图；图10为本发明的宽带双极化天线阵列的增益曲线仿真图；图11为本发明的宽带双极化天线阵列的反射系数曲线仿真图。
具体实施方式
9.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
10.实施例一：如图1所示，一种宽带双极化天线阵列，包括辐射网络和馈电网络，馈电网络用于将输入其处的tem模形式的电磁波转换成te10模形式的电磁波传输至辐射网络，辐射网络用于将馈电网络传输至其处的电磁波辐射至自由空间；辐射网络通过矩形槽内设置四级金属阶梯构成的隔板结构结合隔板结构上方设置的金属枝节来实现，馈电网络基于脊波导结构、微同轴结构以及魔t29构成的全并馈网络实现。
11.实施例二：本实施例与实施例一基本相同，区别在于：如图2至图6所示，本实施例中，辐射网络包括两块金属板和16个辐射单元，两块金属板分别称为第一金属板1和第二金属板2，第一金属板1位于第二金属板2的上方，第一金属板1和第二金属板2均为方形板，且两者尺寸相同，第一金属板1和第二金属板2上下对齐层叠在一起，两块金属板的长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向，厚度方向为上下方向；每个辐射单元均包括一个金属枝节组3、第一辐射组件4和第二辐射组件5，金属枝节组3位于第一金属板1的上方，金属枝节组3均包括八个均为矩形的金属枝节，将八个金属枝节分别称为第一金属枝节6、第二金属枝节7、第三金属枝节8、第四金属枝节9、第五金属枝节10、第六金属枝节11、第七金属枝节12和第八金属枝节13；第一金属枝节6、第二金属枝节7、第三金属枝节8和第四金属枝节9大小尺寸完全相同，第一金属枝节6、第二金属枝节7、第三金属枝节8和第四金属枝节9按照2行2列方式均匀间隔分布，且其行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，其中第一金属枝节6位于第1行第1列，第二金属枝节7位于第2行第1列，第三金属枝节8位于第1行第2列，第四金属枝节9位于第2行第2列，第一金属枝节6、第二金属枝节7、第三金属枝节8和第四金属枝节9的左端面均平行于第一金属板1的左端面所在平面，第一金属枝节6、第二金属枝节7、第三
金属枝节8和第四金属枝节9的前端面均平行于第一金属板1的前端面所在平面，第一金属枝节6和第二金属枝节7的左端面位于同一平面，第三金属枝节8和第四金属枝节9的右端面位于同一平面，第一金属枝节6和第三金属枝节8的前端面位于同一平面，第一金属枝节6和第三金属枝节8的后端面位于同一平面，第二金属枝节7和第四金属枝节9的前端面位于同一平面，第二金属枝节7和第四金属枝节9的后端面位于同一平面，第一金属枝节6、第二金属枝节7、第三金属枝节8和第四金属枝节9的下端面均固定在第一金属板1的上端面上且呈贴合状态，第五金属枝节10与第六金属枝节11大小尺寸完全相同，第五金属枝节10位于第一金属枝节6和第二金属枝节7之间，第五金属枝节10的前端面平行于第一金属枝节6的后端面，且两者之间的距离为6.5mm，第五金属枝节10的后端面平行于第二金属枝节7的前端面，且两者之间的距离为6.5mm，第五金属枝节10的左端面与第一金属枝节6的左端面位于同一平面，第五金属枝节10的下端面固定在第一金属板1的上端面上且呈贴合状态，第五金属枝节10沿上下方向的高度比第一金属枝节6沿上下方向高度小2mm，第五金属枝节10沿左右方向的长度比第一金属枝节6沿左右方向长度小0.5mm；第六金属枝节11位于第三金属枝节8和第四金属枝节9之间，第六金属枝节11的前端面平行于第三金属枝节8的后端面，且两者之间的距离为6.5mm，第六金属枝节11的后端面平行于第四金属枝节9的前端面，且两者之间的距离为6.5mm，第六金属枝节11的右端面与第三金属枝节8的右端面位于同一平面，第六金属枝节11的下端面固定在第一金属板1的上端面上且呈贴合状态，第六金属枝节11沿上下方向的高度比第三金属枝节8沿上下方向高度小2mm，第六金属枝节11沿左右方向的长度比第三金属枝节8沿左右方向长度小0.5mm；第七金属枝节12位于第一金属枝节6和第三金属枝节8之间，第七金属枝节12的左端面平行于第一金属枝节6的右端面，且两者之间的距离为6.75mm，第七金属枝节12的右端面平行于第三金属枝节8的左端面，且两者之间的距离为6.75mm，第七金属枝节12的前端面与第一金属枝节6的前端面位于同一平面，第七金属枝节12的下端面固定在第一金属板1的上端面上且呈贴合状态，第七金属枝节12的上端面与第一金属枝节6的上端面位于同一平面，第七金属枝节12沿前后方向的长度与第一金属枝节6沿前后方向长度一致；第七金属枝节12沿左右方向的长度比第一金属枝节6沿左右方向的长度小0.5mm；第八金属枝节13位于第二金属枝节7和第四金属枝节9之间，第八金属枝节13的左端面平行于第二金属枝节7的右端面，且两者之间的距离为6.75mm，第八金属枝节13的右端面平行于第四金属枝节9的左端面，且两者之间的距离为6.75mm，第八金属枝节13的前端面与第二金属枝节7的前端面位于同一平面，第八金属枝节13的下端面固定在第一金属板1的上端面上且呈贴合状态，第八金属枝节13的上端面与第一金属枝节6的上端面位于同一平面，第八金属枝节13的后端面与第二金属枝节7的后端面位于同一平面；第一辐射组件4包括开设在第一金属板1上的第一矩形槽14、四级金属阶梯、第一三级金属阶梯、第二三级金属阶梯、第一矩形金属块15和第二矩形金属块16，第一矩形槽14的前端面与第一金属板1的前端面平行，第一矩形槽14上下贯穿第一金属板1，第一矩形槽14的前端面与第一金属枝节6的后端面位于同一平面，第一矩形槽14的后端面与第二金属枝节7的前端面位于同一平面，第一矩形槽14的左端面位于第一金属枝节6的左端面所在平面的右侧以及第一金属枝节6的右端面所在平面的左侧，且第一矩形槽14的左端面与第一金属枝节6的左端面所在平面之间的距离等于第一金属枝节6沿左右方向长度的四分之一，第一矩形槽14的右端面位于第三金属枝节8的左端面所在平面的右侧以及第三金属枝节8的右端面所在平
面的左侧，且第一矩形槽14的右端面与第三金属枝节8的右端面所在平面之间的距离等于第三金属枝节8沿左右方向长度的四分之一；四级金属阶梯由四个矩形金属块组成，分别称为第三矩形金属块17、第四矩形金属块18、第五矩形金属块19和第六矩形金属块20，第三矩形金属块17、第四矩形金属块18、第五矩形金属块19和第六矩形金属块20按照从前到后的顺序依次设置在第一矩形槽14内，第三矩形金属块17的前端面与第一矩形槽14的前端面固定连接且呈贴合状态，第四矩形金属块18的前端面和第三矩形金属块17的后端面固定连接且呈贴合状态，第五矩形金属块19的前端面和第四矩形金属块18的后端面固定连接且呈贴合状态，第六矩形金属块20的前端面和第五矩形金属块19的后端面固定连接且呈贴合状态，第六矩形金属块20的后端面与第一矩形槽14的后端面固定连接且呈贴合状态，第三矩形金属块17、第四矩形金属块18、第五矩形金属块19和第六矩形金属块20的左端面位于同一平面，第三矩形金属块17、第四矩形金属块18、第五矩形金属块19和第六矩形金属块20的右端面位于同一平面，第三矩形金属块17、第四矩形金属块18、第五矩形金属块19和第六矩形金属块20的下端面与第一矩形槽14的下端面位于同一平面，第三矩形金属块17的右端面到第一矩形槽14的右端面的距离等于第三矩形金属块17的左端面到第一矩形槽14的左端面的距离，第三矩形金属块17的上端面与第一矩形槽14的上端面位于同一平面，第四矩形金属块18沿前后方向的宽度比第三矩形金属块17沿前后方向的宽度小2.6mm，第四矩形金属块18沿上下方向的高度比第三矩形金属块17沿上下方向的高度小4.05mm，第五矩形金属块19沿前后方向的宽度比第四矩形金属块18沿前后方向的宽度大3mm，第五矩形金属块19沿上下方向的高度比第四矩形金属块18沿上下方向的高度小4.1mm，第六矩形金属块20沿前后方向的宽度比第五矩形金属块19沿前后方向的宽度小1.4mm，第五矩形金属块19沿上下方向的高度比第四矩形金属块18沿上下方向的高度小1.5mm；第一三级金属阶梯包括第七矩形金属块21、第八矩形金属块22和第九矩形金属块23，第七矩形金属块21、第八矩形金属块22和第九矩形金属块23按照从右到左顺序设置，第七矩形金属块21的右端面与第一矩形槽14的右端面固定连接且呈贴合状态，第七矩形金属块21的前端面到第一矩形槽14的前端面的距离等于第七矩形金属块21的后端面到第一矩形槽14的后端面的距离，第八矩形金属块22的右端面与第七矩形金属块21的左端面固定连接且呈贴合状态，第九矩形金属块23的右端面与第八矩形金属块22的左端面固定连接且呈贴合状态，第七矩形金属块21的上端面与第一矩形槽14的上端面齐平，第七矩形金属块21、第八矩形金属块22和第九矩形金属块23的下端面均与第一矩形槽14的下端面齐平，第八矩形金属块22沿上下方向的高度比第七矩形金属块21沿上下方向的高度小5.65mm，第九矩形金属块23沿上下方向的高度比第八矩形金属块22沿上下方向的高度小8.2mm，第八矩形金属块22沿左右方向的宽度比第七矩形金属块21沿左右方向的宽度大0.6mm，第九矩形金属块23沿左右方向的宽度比第八矩形金属块22沿左右方向的宽度大0.8mm，第二三级金属阶梯与第一三级金属阶梯相对于第一矩形槽14沿前后方向的对称平面呈左右对称；第一矩形金属块15位于四级金属阶梯的右侧和第一三级金属阶梯的左侧，第一矩形金属块15的左端面与第三矩形金属块17的右端面固定连接且呈贴合状态，第一矩形金属块15的前端面位于第四矩形金属块18的后端面所在平面的前侧，且两者距离为1.25mm，第一矩形金属块15的后端面位于第五矩形金属块19的后端面所在平面的前侧，且两者距离为2.45mm，第一矩形金属块15的下端面与第三矩形金属块17的下端面齐平，第一矩形金属块15沿上下方向的高度比第三矩形金属块17沿上下方向
的高度小12.15mm，第二矩形金属块16与第一矩形金属块15相对于第一矩形槽14沿前后方向的对称平面呈左右对称；第二辐射组件5包括开设第二矩形槽24、第三矩形槽25、第十矩形金属块26和第十一矩形金属块27，第二矩形槽24和第三矩形槽25开设在第二金属板2上，且上下贯穿第二金属板2，第二矩形槽24和第三矩形槽25左右间隔分布，第二矩形槽24的前端面、第三矩形槽25的前端面与第一矩形槽14的前端面平行，第二矩形槽24的前端面位于第一矩形槽14的前端面所在平面的后侧，且两者之间相距3.5mm；第三矩形槽25的前端面位于第一矩形槽14的前端面所在平面的后侧，且两者之间相距3.5mm；第二矩形槽24的后端面、第三矩形槽25的后端面与第一矩形槽14的后端面平行，第二矩形槽24的后端面位于第一矩形槽14的后端面所在平面的前侧，且两者之间相距3.5mm；第三矩形槽25的后端面位于第一矩形槽14的后端面所在平面的前侧，且两者之间相距3.5mm；第二矩形槽24的左端面与第一矩形槽14的左端面平行，第二矩形槽24的左端面位于第一矩形槽14的左端面所在平面的右侧，且两者之间相距2mm；第三矩形槽25的左端面位于第二矩形槽24的右端面所在平面的右侧，且两者之间相距6mm；第二矩形槽24的右端面与第一矩形槽14的右端面平行，第二矩形槽24的右端面位于第一矩形槽14的右端面的左侧，且两者之间相距12mm；第三矩形槽25的右端面位于第二矩形槽24的右端面的右侧，且两者之间相距10mm；第九矩形金属块23位于第二矩形槽24内，第九矩形金属块23的上端面与第二矩形槽24的上端面齐平，第十矩形金属块26的下端面与第二矩形槽24的下端面齐平，第十矩形金属块26的左端面与第二矩形槽24的左端面连接且呈贴合状态，第十矩形金属块26相对于第二矩形槽24沿左右方向的对称平面呈前后对称，第十矩形金属块26沿前后方向的长度比第二矩形槽24沿前后方向的长度小6.5mm，第十矩形金属块26沿左右方向的长度比第二矩形槽24沿左右方向的长度小1mm，第十一矩形金属块27位于第三矩形槽25内，第十一矩形金属块27的上端面与第三矩形槽25的上端面齐平，第十一矩形金属块27的下端面与第三矩形槽25的下端面齐平，第十一矩形金属块27的右端面与第三矩形槽25的右端面连接且呈贴合状态，第十一矩形金属块27相对于第三矩形槽25沿左右方向的对称平面呈前后对称，第十一矩形金属块27沿前后方向的长度比第三矩形槽25沿前后方向的长度小6.5mm，第十一矩形金属块27沿左右方向的长度比第三矩形槽25沿左右方向的长度小1mm；第一矩形槽14的上端面为辐射单元的输出端口，第二矩形槽24的下端面为辐射单元的第一输入端口，第三矩形槽25的下端面为辐射单元的第二输入端口，辐射单元的第一输入端口用于接入te10模式的电磁波，辐射单元的第二输入端口用于接入te10模式的电磁波，辐射单元的输出端口用于将te10模式的电磁波辐射至自由空间； 16个辐射单元按照4行4列方式分布，且其行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，位于同一行的每相邻两个辐射单元的第一矩形槽14之间的间距为19mm，位于同一列的相邻两个辐射单元的第一矩形槽14之间的间距为19mm，位于同一行的每相邻两个辐射单元，后一列辐射单元的金属枝节组3的第一金属枝节6的左端面与前一列辐射单元的金属枝节组3的第三金属枝节8的右端面完全重合，后一列辐射单元的金属枝节组3的第五金属枝节10的左端面与前一列辐射单元的金属枝节组3的第六金属枝节11的右端面完全重合，后一列辐射单元的金属枝节组3的第二金属枝节7的左端面与前一列辐射单元的金属枝节组3的第四金属枝节9的右端面完全重合；位于同一列的每相邻两个辐射单元，后一行辐射单元的金属枝节组3的第一金属枝节6的前端面与前一行辐射单元的金属枝节组3的第二金属枝节7的后端面完全重合，后一行辐射单元的金属枝节组3的第七金属枝节12的前端面与
前一行辐射单元的金属枝节组3的第八金属枝节13的后端面完全重合，后一行辐射单元的金属枝节组3的第三金属枝节8的前端面与前一行辐射单元的金属枝节组3的第四金属枝节9的后端面完全重合。
12.实施例三：本实施例与实施例二基本相同，区别在于：如图7 至图9所示，本实施例中，馈电网络包括第三金属板28、第一馈电组件和第二馈电组件，第一馈电组件和第二馈电组件均设置在第三金属板28；第三金属板28位于第二金属板2的下方，第三金属板28为方形板，第三金属板28和第二金属板2的尺寸相同，第三金属板28的前端面与第二金属板2的前端面上下对齐，第三金属板28的后端面与第二金属板2的后端面上下对齐，第三金属板28的左端面与第二金属板2的左端面上下对齐，第三金属板28的右端面与第二金属板2的右端面上下对齐；第一馈电组件包括一个魔t29和两个转接头；两个转接头称为第一转接头30和第二转接头31，魔t29为基于脊波导结构的魔t，包括一个h面转e面的同轴转双脊结构、一个基于脊波导结构的y型功分器41以及一个h面的同轴转单脊结构；h面转e面的同轴转双脊结构包括开设在第三金属板28上的三个矩形槽、第十二矩形金属块32、第十三矩形金属块33、第一两级金属阶梯和第一同轴结构；将三个矩形槽分别称为第四矩形槽34、第五矩形槽35和第六矩形槽36，第四矩形槽34的下端面位于第三金属板28的下端面的上方，且两者相距4.5mm，第四矩形槽34的上端面位于第三金属板28的上端面的下方，且两者相距13.8mm，第四矩形槽34沿左右方向的对称面与第三金属板28沿左右方向的对称面重合，第四矩形槽34沿前后方向的对称面位于第三金属板28沿前后方向的对称面的左侧，且两者之间距离为17.625mm，第四矩形槽34的左端面位于第三金属板28的左端面的右侧，且两者之间的距离为23.55mm，第四矩形槽34的右端面位于第三金属板28的右端面的左侧，且两者之间的距离为58.8mm，第五矩形槽35位于第四矩形槽34的后侧，第五矩形槽35的前端面与第四矩形槽34的后端面连接且呈贴合状态，第五矩形槽35的上端面位于第四矩形槽34的上端面的下方，且两者相距2.5mm，第五矩形槽35的下端面与第四矩形槽34的下端面平齐，第五矩形槽35的左端面与第四矩形槽34的左端面齐平，第五矩形槽35的右端面与第四矩形槽34的右端面齐平，第五矩形槽35沿前后方向的宽度比第四矩形槽34沿前后方向的宽度大9.3mm，第六矩形槽36位于第五矩形槽35的后侧，第六矩形槽36的前端面与第五矩形槽35的后端面呈贴合状态，第六矩形槽36的上端面与第五矩形槽35的上端面平齐，第六矩形槽36的下端面与第五矩形槽35的下端面平齐，第六矩形槽36沿前后方向的宽度比第五矩形槽35沿前后方向的宽度大0.1mm，第六矩形槽36的左端面位于第五矩形槽35的左端面所在平面的左侧，且两者相距2mm，第六矩形槽36的右端面位于第五矩形槽35的右端面所在平面的右侧，且两者相距2mm；第十二矩形金属块32位于第四矩形槽34内，第十二矩形金属块32的前端面与第四矩形槽34的前端面连接且两者呈贴合状态；第十二矩形金属块32的后端面位于第四矩形槽34的后端面的前方，且两者相距2.5mm；第十二矩形金属块32的左端面位于第四矩形槽34的左端面的右侧，且两者相距4mm；第十二矩形金属块32的右端面位于第四矩形槽34的右端面的左侧，且两者相距4mm；第十二矩形金属块32的上端面与第四矩形槽34的上端面齐平；第十二矩形金属块32的下端面与第四矩形槽34的下端面齐平；第十三矩形金属块33位于第四矩形槽34内，第十三矩形金属块33位于第十二矩形金属块32的后侧，第十三矩形金属块33的后端面与第四矩形槽34的后端面连接且两者呈贴合状态；第十三矩形金属块33的前端面位于第十二矩形金属块32的后端面的后侧，且两者距离为1mm，第十三矩形金属块33的左端面
与第十二矩形金属块32的左端面齐平，第十三矩形金属块33的右端面与第十二矩形金属块32的右端面齐平；第十三矩形金属块33的上端面与第四矩形槽34的上端面齐平；第十三矩形金属块33的下端面位于第四矩形槽34的下端面上方，且两者距离为0.7mm；第一两级金属阶梯包括第十四矩形金属块37和第十五矩形金属块38，第十四矩形金属块37位于第五矩形槽35内，第十四矩形金属块37的上端面与第五矩形槽35的上端面齐平；第十四矩形金属块37的下端面与第十三矩形金属块33的下端面齐平；第十四矩形金属块37的前端面与第十三矩形金属块33的后端面连接且两者呈贴合状态；第十四矩形金属块37的左端面位于第五矩形槽35的左端面的右侧，且两者相距4mm；第十四矩形金属块37的右端面位于第五矩形槽35的右端面的左侧，且两者相距4mm；第十四矩形金属块37沿前后方向的宽度比第五矩形槽35沿前后方向的宽度小7.8mm，第十四矩形金属块37沿左右方向的长度比第五矩形槽35沿左右方向的长度小8mm；第十五矩形金属块38位于第五矩形槽35和第六矩形槽36内，第十五矩形金属块38的上端面分别与第五矩形槽35的上端面和第六矩形槽36的上端面连接且呈贴合状态；第十五矩形金属块38的下端面位于第五矩形槽35的下端面和第六矩形槽36的下端面的上方，且第十五矩形金属块38的下端面与第五矩形槽35的下端面和第六矩形槽36的下端面之间的距离均为0.55mm；第十五矩形金属块38的前端面与第十四矩形金属块37的后端面连接且两者呈贴合状态；第十五矩形金属块38的左端面与第十四矩形金属块37的左端面平齐；第十五矩形金属块38的右端面与第十四矩形金属块37的右端面平齐；第十五矩形金属块38的后端面位于第六矩形槽36的前端面和第六矩形槽36的后端面之间，第十五矩形金属块38的后端面到第六矩形槽36的后端面之间的距离为5mm；第一同轴结构包括第一圆柱形槽39和第一圆柱形金属块40，第一圆柱形槽39开设在第三金属板28，第一圆柱形槽39位于第六矩形槽36的下方，第一圆柱形槽39的上端面与第六矩形槽36的下端面位于同一平面，第一圆柱形槽39的轴线位于第六矩形槽36的前端面所在平面的后侧，且两者距离为6.9mm，第一圆柱形槽39的轴线位于第六矩形槽36的后端面所在平面的前侧，且两者距离为6.5mm，第一圆柱形槽39的轴线位于第六矩形槽36的左端面所在平面的右侧，且两者距离为7.5mm，第一圆柱形槽39的轴线位于第六矩形槽36的右端面所在平面的左侧，且两者距离为7.5mm，第一圆柱形槽39的下端面位于第三金属板28的下端面的上方，且两者相距1.05mm；第一圆柱形金属块40设置在第一圆柱形槽39和第六矩形槽36内，第一圆柱形金属块40与第一圆柱形槽39同轴，第一圆柱形金属块40的半径比圆柱形槽的半径小0.55mm，第一圆柱形金属块40的上端面与第十五矩形金属块38的下端面连接且两者呈贴合状态，第一圆柱形金属块40的下端面与第一圆柱形槽39的下端面连接且两者呈贴合状态，第四矩形槽34的上端面为h面转e面的同轴转双脊结构的输出端口，圆柱形槽的下端面为h面转e面的同轴转双脊结构的输入端口；y型功分器41具有一个输入端口和两个输出端口，y型功分器41通过在第三金属板28上开槽实现；h面同轴转单脊结构包括两个开设在第三金属板28的矩形槽、第十六矩形金属块42、第十七矩形金属块43、第十八矩形金属块44和第二同轴结构；将两个矩形槽分别称为第七矩形槽45和第八矩形槽46，第七矩形槽45的下端面与第四矩形槽34上端面位于同一平面，第七矩形槽45的右端面位于第四矩形槽34的左端面所在平面的左侧，且两者相距0.8mm；第七矩形槽45的前端面位于第四矩形槽34的前端面所在平面的前侧，且两者相距5.5mm；第七矩形槽45的后端面位于第四矩形槽34的后端面所在平面的后侧，且两者相距5.5mm；第七矩形槽45的上端面位于第三金属板28的上端面下方，第七矩形槽45沿左右方
向的长度比第四矩形槽34沿左右方向的长度大10.25mm；第七矩形槽45沿上下方向的高度比第四矩形槽34沿上下方向的高度小2.5mm；第七矩形槽45的左后侧的棱进行了倒角处理；第八矩形槽46位于第七矩形槽45的前侧，第八矩形槽46的左端面与第七矩形槽45的左端面平齐，第八矩形槽46的右端面位于第七矩形槽45的右端面所在平面的左侧，且两者相距6.25mm；第八矩形槽46的上端面与第七矩形槽45的上端面平齐，第八矩形槽46的下端面与第七矩形槽45的下端面平齐，第八矩形槽46的后端面与第七矩形槽45的前端面连接且两者呈贴合状态；第八矩形槽46沿前后方向的宽度比第七矩形槽45沿前后方向的宽度大3mm；第十六矩形金属块42位于第七矩形槽45内，第十六矩形金属块42的右端面与第七矩形槽45的右端面连接且两者呈贴合状态，第十六矩形金属块42的上端面与第七矩形槽45的上端面齐平，第十六矩形金属块42的下端面位于第七矩形槽45的下端面上方，且距离0.55mm，第十六矩形金属块42的前端面位于第七矩形槽45的前端面的后方，且两者相距5.75mm；第十六矩形金属块42的后端面位于第七矩形槽45的后端面的前方，且两者相距5.75mm；第十六矩形金属块42左前棱进行了倒圆角处理，左后棱进行了倒角处理；第十七矩形金属块43位于第七矩形槽45内，第十七矩形金属块43位于第十六矩形金属块42的前侧，第十七矩形金属块43的左端面与第十六矩形金属块42的左端面平齐，第十七矩形金属块43的后端面与第十六矩形金属块42的前端面连接且两者呈贴合状态；第十七矩形金属块43的上端面与第十六矩形金属块42的上端面平齐，第十七矩形金属块43的下端面与第十六矩形金属块42的下端面平齐，第十七矩形金属块43的右端面位于第十六矩形金属块42的右端面所在平面的左侧，且两者相距12mm；第十七矩形金属块43沿前后方向的宽度比第十六矩形金属块42沿前后方向的宽度大4.25mm，第十八矩形金属块44位于第七矩形槽45和第八矩形槽46内，第十八矩形金属块44位于第十七矩形金属块43的前侧，第十八矩形金属块44的后端面与第十七矩形金属块43的前端面连接且两者呈贴合状态；第十八矩形金属块44的上端面与第十七矩形金属块43的上端面平齐，第十八矩形金属块44的下端面与第十七矩形金属块43的下端面平齐，第十八矩形金属块44的前端面位于第八矩形槽46的前端面的后方，且两者相距5mm；第十八矩形金属块44的左端面位于第十七矩形金属块43的左端面所在平面的右侧，且两者相距0.55mm；第十八矩形金属块44的右端面位于第十七矩形金属块43右端面的所在平面的左侧，且两者相距0.55mm；第十八矩形金属块44沿前后方向的宽度比第十七矩形金属块43沿前后方向的宽度大10.25mm；第二同轴结构包括第二圆柱形槽47和第二圆柱形金属块48，第二圆柱形槽47开设在第三金属板28，第二圆柱形槽47位于第八矩形槽46的下方，第二圆柱形槽47的上端面与第八矩形槽46的下端面位于同一平面，第二圆柱形槽47的轴线位于第八矩形槽46的前端面所在平面的后侧，且距离为6.5mm，第二圆柱形槽47的轴线位于第八矩形槽46的后端面所在平面的前侧，且距离为11.5mm，第二圆柱形槽47的轴线位于第八矩形槽46的左端面所在平面的右侧，且距离为7.5mm，第二圆柱形槽47的轴线位于第八矩形槽46的右端面所在平面的左侧，且距离为7.5mm，第二圆柱形槽47的下端面位于第三金属板28的下端面的上方，且两者相距6.55mm；第二圆柱形金属块48设置在第二圆柱形槽47和第八矩形槽46内，第二圆柱形金属块48与第二圆柱形槽47同轴，第二圆柱形金属块48的半径比第二圆柱形槽47的半径小0.55mm，第二圆柱形金属块48的上端面与第十八矩形金属块44的下端面连接且两者呈贴合状态，第二圆柱形金属块48的下端面与第二圆柱形槽47的下端面连接且两者呈贴合状态，第七矩形槽45的前端面为h面的同轴转单脊结构输出端口，第二圆柱形
槽47的下表面为h面的同轴转单脊结构的输入端口；h面转e面的同轴转双脊结构的输入端口为魔t29的第一输入端口，h面的同轴转单脊结构的输入端口为魔t29的第二输入端口，h面转e面的同轴转双脊结构的输出端口和h面的同轴转单脊结构的输出端口均与y型功分器41的输入端口连接，y型功分器41的两个输出端口作为魔t29的两个输出端口，第一转接头30和第二转接头31分别有一个输入端口和一个输出端口，第一转接头30和第二转接头31用于进行单脊波导结构到微同轴结构的转接，魔t29的两个输出端口分别与第一转接头30和第二转接头31的输入端口对应连接，魔t29的第一输入端口作为第一馈电组件的第一输入端口，魔t29的第二输入端口作为第一馈电组件的第二输入端口，第一转接头30的输出端口作为第一馈电组件的第一输出端口，第二转接头31的输出端口作为第一馈电组件的第二输出端口；第二馈电组件包括两个基于微同轴结构的一分十六功分器和两组转接头；两个一分十六功分器分别称为第一功分器49和第二功分器50；第一功分器49和第二功分器50分别有一个输入端口和十六个输出端口；第一功分器49和第二功分器50分别通过在第三金属板28上开槽实现，两组微转接头分别称为第一组转接头和第二组转接头；第一组转接头由16个相同的第三转接头51组成，第三转接头51用于微同轴结构到单脊结构的转接，第三转接头51具有一个输入端口和一个输出端口， 16个第三转接头51按照4行4列方式均匀间隔分布，且其行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，位于同一行的每相邻的两个第三转接头51之间的间距为19mm，位于同一列的每相邻的两个第三转接头51之间的间距为19mm；16个第三转接头51的输入端口与第一功分器49的十六个输出端口一一对应连接，第二组转接头由16个相同的第四转接头52组成，第四转接头52用于微同轴结构到单脊结构的转接，第四转接头52具有一个输入端口和一个输出端口，16个第四转接头52按照4行4列方式均匀间隔分布，且其行方向沿前后方向，列方向沿左右方向，位于同一行的每相邻的两个第四转接头52之间的间距为19mm，位于同一列的每相邻的两个第四转接头52之间的间距为19mm；16个第四转接头52的输入端口与第二功分器50的十六个输出端口一一对应连接，第一功分器49的输入端口为第二馈电组件的第一输入端口，第二功分器50的输入端口为第二馈电组件的第二输入端口，16个第三转接头51的输出端口第二馈电组件的第一组输出端口，16个第四转接头52的输出端口第二馈电组件的第二组输出端口，第一馈电组件的第一输出端口和第二馈电组件的第一输入端口连接，第一馈电组件的第二输出端口和第二馈电组件的第二输入端口连接，第一馈电组件的第一输入端口作为宽带双极化天线阵列的第一输入端口，第一馈电组件的第二输入端口作为宽带双极化天线阵列的第二输入端口，第二馈电组件的第一组输出端口与16个辐射单元的第一输入端口一一对应相连，第二馈电组件的第二组输出端口与16个辐射单元的第二输入端口一一对应相连。
13.本实施例中宽带双极化天线阵列的工作过程为：当tem模式的电磁波从宽带双极化天线阵列的第一输入端口输入时，该tem模式的电磁波进入h面转e面的同轴转双脊结构，再进入y型功分器41中并在其两个输出端口产生异相的两路te10模式的电磁波，两路异相的te10模式的电磁波通过第一转接头30和第二转接头31变成两路异相的tem模式的电磁波；两路异相的tem模式的电磁波通过第一功分器49和第二功分器50后，在第一功分器49的16个输出端口输出第一组十六路的tem模式的电磁波，在第二一分十六功分器50的16个输出端口输出与第一组十六路的tem模式的电磁波异相的第二组十六路的tem模式的电磁波；两组十六路的tem模式的电磁波分别通过两组转接头变成两组异相的十六路的te10模式的
电磁波，两组十六路的te10模式的电磁波通过辐射网络传播到自由空间；当tem模式的从宽带双极化天线阵列的第二输入端口进入时，该tem模式的电磁波进入h面的同轴转双脊结构，再进入y型功分器41中，并在其两个输出端口产生同相的两路te10模式的电磁波，两路同相的te10模式的电磁波通过第一转接头30和第二转接头31变成两路同相的tem模式的电磁波；两路同相的tem模式的电磁波通过第一功分器49和第二功分器50后，在第一功分器49的16个输出端口输出第一组十六路的tem模式的电磁波，在第二一分十六功分器50的16个输出端口输出与第一组十六路的tem模式的电磁波同相的第二组十六路的tem模式的电磁波；两组十六路的tem模式的电磁波分别通过两组转接头变成两组十六路同相的te10模式的电磁波，两组十六路的te10模式的电磁波通过辐射网络传播到自由空间。
14.为验证本发明的性能，对本发明采用进行hfss仿真。本发明的宽带双极化天线阵列的增益曲线仿真图如图10所示，本发明的宽带双极化天线阵列的反射系数曲线仿真图如图11所示。分析图10可知：在整个ku频段内，天线的第一输入端口（输入端口1）的反射系数s
11
在-12.7db以下，天线的第二输入端口（输入端口2）的反射系数s
22
在-11.7db以下，输入端口1和输入端口2之间的隔离度s
12
在-20.3dbi以下。分析图11可知：在整个ku频段内，天线的第一输入端口（输入端口1）的增益在18.4-21.6dbi范围内，天线的第二输入端口（输入端口2）的增益在18.7-21.7dbi范围内。综上所述，本发明在具有高增益高效率的同时，带宽能够覆盖ku频段，满足ku频段卫星通信要求。