一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线

本发明属于ku卫星相控阵天线，特别是涉及一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线。

背景技术：

1、ku通信卫星在军民领域中均有广泛应用，ku卫星动中通系统的应用也较广泛，相控阵天线是实现卫星动中通的主要手段之一。为了实现宽波束扫描，宽波束天线必不可少，而常规的微带天线通常波束宽度较窄，限制了其能够覆盖的空域范围。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服常规微带天线波束窄，难以胜任相控阵天线需要的问题，提供一种ku频段单馈电宽波束圆极化天线，该天线馈电结构简单，其圆极化特性和宽波束特性便于在各种运动状态下完成对卫星信号的接收，为相控阵天线的实现提供了好的单元形式。

2、为了实现本发明目的，本发明公开了一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线，其特征在于，天线采用两层介质板，包括底层介质板和上层介质板；所述底层介质板置于金属地上，所述上层介质板与底层介质板中间为空气；主辐射单元置于底层介质板的上表面，寄生辐射单元置于上层介质板的下表面，寄生辐射单元用于扩展天线的工作带宽；在底层介质板下方的金属地上引入一个长方体状金属凸起，金属凸起地尺寸用于展宽天线波束宽度；馈电采用单馈电形式，通过同轴线从天线底部馈入，馈电位置位于主辐射单元地对角线处，通过该馈电位置和上层寄生辐射单元，实现天线的圆极化。

3、进一步地，底层介质板和上层介质板均采用介电常数2.2，损耗角正切为0.0009的板材。

4、进一步地，底层介质板厚度为0.5mm，所述上层介质板厚度为0.254mm。

5、进一步地，底层介质板和上层介质板的长、宽均分别为23.395mm和22.3075mm。

6、进一步地，主辐射单元的长、宽分别为7.395mm和6.3075mm，寄生辐射单元的长、宽分别为7.047mm和5.872mm。

7、进一步地，天线采用单馈电形式，从底部用50欧姆同轴线馈电；为了展宽该天线的波束宽度，在底层介质板与金属地之间引入一个高度为3mm，宽度为10.3mm的金属块，将整个天线抬高3mm。

8、进一步地，同轴馈电点距离主辐射单元两边的距离分别为1.847mm和1.598mm；馈电点大致位于辐射单元的对角线处，激励起两个正交模式从而构成圆极化天线。

9、与现有技术相比，本发明的显著进步在于：本发明在一定的低剖面条件下实现ku频段圆极化卫星天线单元波束宽度的展宽，为ku频段圆极化相控阵天线的实现提供了一个很好的单元选择。

10、为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。

技术特征：

1.一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线，其特征在于，天线采用两层介质板，包括底层介质板和上层介质板；所述底层介质板置于金属地上，所述上层介质板与底层介质板中间为空气；主辐射单元置于底层介质板的上表面，寄生辐射单元置于上层介质板的下表面，寄生辐射单元用于扩展天线的工作带宽；在底层介质板下方的金属地上引入一个长方体状金属凸起，金属凸起用于展宽天线波束宽度；馈电采用单馈电形式，通过同轴线从天线底部馈入，馈电位置位于主辐射单元地对角线处，通过该馈电位置和上层寄生辐射单元，实现天线的圆极化。

2.根据权利要求1所述的一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线，其特征在于，所述底层介质板和上层介质板均采用介电常数2.2，损耗角正切为0.0009的板材。

3.根据权利要求1所述的一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线，其特征在于，所述底层介质板厚度为0.5mm，所述上层介质板厚度为0.254mm。

4.根据权利要求1所述的一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线，其特征在于，所述底层介质板和上层介质板的长、宽均分别为23.395mm和22.3075mm。

5.根据权利要求1所述的一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线，其特征在于，所述主辐射单元的长、宽分别为7.395mm和6.3075mm，寄生辐射单元的长、宽分别为7.047mm和5.872mm。

6.根据权利要求1所述的一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线，其特征在于，天线采用单馈电形式，从底部用50欧姆同轴线馈电；为了展宽该天线的波束宽度，在底层介质板与金属地之间引入一个高度为3mm，宽度为10.3mm的金属块，将整个天线抬高3mm。

7.根据权利要求1所述的一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线，其特征在于，同轴馈电点距离主辐射单元两边的距离分别为1.847mm和1.598mm；馈电点位于辐射单元的对角线处，激励起两个正交模式从而构成圆极化天线。

技术总结
本发明公开了一种ku频段单馈宽波束圆极化微带天线，采用两层介质板，包括底层介质板和上层介质板；所述底层介质板置于金属地上，所述上层介质板与底层介质板中间为空气；主辐射单元置于底层介质板的上表面，寄生辐射单元置于上层介质板的下表面，寄生辐射单元用于扩展天线的工作带宽；在底层介质板下方的金属地上引入一个长方体状金属凸起，金属凸起用于展宽天线波束宽度；馈电采用单馈电形式，通过同轴线从天线底部馈入，馈电位置位于主辐射单元地对角线处，通过该馈电位置和上层寄生辐射单元，实现天线的圆极化。本发明在一定的低剖面条件下实现ku频段圆极化卫星天线单元波束宽度的展宽，为ku频段圆极化相控阵天线的实现提供了一个很好的单元选择。

技术研发人员：钟兴建,孙婷婷,邵尉,薛红
受保护的技术使用者：中国人民解放军陆军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8