技术特征：
1.一种波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：包括相对平行设置的平面宽带圆极化馈源阵列(1)和平面透射阵(6)；所述平面宽带圆极化馈源阵列(1)包括设置于同一平面上的k波段左旋圆极化馈源天线(2)、k波段右旋圆极化馈源天线(3)、ka波段左旋圆极化馈源天线(4)和ka波段右旋圆极化馈源天线(5)。2.根据权利要求1所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述k波段左旋圆极化馈源天线(2)、k波段右旋圆极化馈源天线(3)、ka波段左旋圆极化馈源天线(4)和ka波段右旋圆极化馈源天线(5)均为采用微带线缝隙耦合叠层贴片的形式构建的宽带圆极化天线，且集成在同一块平面馈源阵列上。3.根据权利要求1所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于： 所述k波段左旋圆极化馈源天线(2)、k波段右旋圆极化馈源天线(3)、ka波段左旋圆极化馈源天线(4)、以及ka波段右旋圆极化馈源天线(5)均包括四层金属层，即自下至上设置的馈源微带电路层(2a；3a；4a；5a)、馈源金属地板层(2b；3b；4b；5b)、馈源第一切角圆形贴片层(2d；3d；4d；5d)和馈源第二切角圆形贴片层(2e；3e；4e；5e)。4.根据权利要求3所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述馈源微带电路层(2a；3a；4a；5a)包括由微带线连接而成的一个输入端口和四个输出端口，四个输出端口间形成左旋圆极化所需的-90度相位差或者形成右旋圆极化所需的90度相位差；馈源金属地板层(2b；3b；4b；5b)上设有四个顺序旋转90度的形状相同的缝隙(2c；3c；4c；5c)，馈源第一切角圆形贴片层(2d；3d；4d；5d)和馈源第二切角圆形贴片层(2e；3e；4e；5e)均设有四个顺序旋转90度的切角圆形贴片。5.根据权利要求3所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述馈源第一切角圆形贴片层(2d；3d；4d；5d)和馈源第二切角圆形贴片层(2e；3e；4e；5e)设有切角圆形贴片和切角矩形贴片中的一种，馈源金属地板层(2b；3b；4b；5b)的四个缝隙(2c；3c；4c；5c)为“一”字形、“工”字形、“十”字形、“z”字形或椭圆形中的任一种。6.根据权利要求3所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述平面宽带圆极化馈源阵列(1)还包括三层基片层，三层基片层分别为馈源第一基片层(1a)、馈源第二基片层(1b)、馈源第三基片层(1c)；所述馈源微带电路层设置于馈源第一基片层(1a)的下方、馈源金属地板层设置于馈源第一基片层(1a)的上方、馈源第一切角圆形贴片层设置于馈源第二基片层(1b)的上方、馈源第一切角圆形贴片层设置于在馈源第三基片层(1c)的下方。7.根据权利要求6所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述平面宽带圆极化馈源阵列(1)还包括馈源粘接层(1d)和馈源空气层(1e)，在馈源第一基片层(1a)和馈源第二基片层(1b)之间设有馈源粘接层(1d)，在馈源第二基片层(1b)和馈源第三基片层(1c)之间设有馈源粘接层(1d)或馈源空气层(1e)。8.根据权利要求1所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述平面透射阵(6)包含多个呈共口径周期性交错排布的k波段双圆极化相移单元(7)和ka波段双圆极化相移单元(8)。9.根据权利要求8所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述k波段双圆极化相移单元(7)呈二维周期性排布在边长为k波段周期长度的正方形网格顶点上，ka波段双圆极化相移单元(8)呈二维周期性排布在边长为k波段周期长度的正方形网格
中心点上，k波段双圆极化相移单元(7)的周期长度为0.3~0.5个k波段波长，ka波段双圆极化相移单元(8)的周期长度为0.5~0.8个ka波段波长。10.根据权利要求8所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述k波段双圆极化相移单元(7)和ka波段双圆极化相移单元(8)均包括接收天线、移相带状线和发射天线，接收天线和发射天线通过移相带状线连接。11.根据权利要求8所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述k波段双圆极化相移单元(7)和ka波段双圆极化相移单元(8)均采用x线极化接收y线极化发射的形式或y线极化接收x线极化发射的形式，且x线极化接收y线极化发射的移相度数和y线极化接收x线极化发射的移相度数一致。12.根据权利要求10所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述k波段双圆极化相移单元(7)包括由下至上设置的若干金属层，金属层组成k波段双圆极化相移单元(7)的接收天线、移相带状线和发射天线；通过设置k波段双圆极化相移单元(7)的移相带状线金属层的移相度数，将平面透射阵(6)中四个k波段双圆极化相移单元(7)对应的线极化透射相位设置为相邻单元间相差45度。13.根据权利要求12所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述k波段双圆极化相移单元(7)包括自下至上设置的k波段第一金属层(7a)、k波段第四金属层(7e)、k波段第五金属层(7g)、k波段第六金属层(7i)、k波段第七金属层(7j)、k波段第八金属层(7l)和k波段第十一金属层(7p)；所述k波段第四金属层(7e)和k波段第六金属层(7i)之间、k波段第五金属层(7g)和k波段第七金属层(7j)之间、k波段第六金属层(7i)和k波段第八金属层(7l)之间分别通过设置若干根k波段金属柱(7f；7h；7k)连接。14.根据权利要求13所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述k波段双圆极化相移单元(7)的k波段第一金属层(7a)和k波段第十一金属层(7p)均设置为切角圆形贴片、切角矩形贴片中的一种。15.根据权利要求13所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述k波段第一金属层(7a)和k波段第十一金属层(7p)均为设有
±
45度方向切角的圆形贴片，k波段第四金属层(7e)和k波段第八金属层(7l)均为设有正交的l形微带馈线，k波段第五金属层(7g)和k波段第七金属层(7j)均为设有开有两个圆形孔的金属地板，k波段第六金属层(7i)为两根移相带状线。16.根据权利要求10所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述ka波段双圆极化相移单元(8)包括若干金属层，金属层组成ka波段双圆极化相移单元(8)的接收天线、移相带状线和发射天线；通过设置ka波段双圆极化相移单元(8)的移相带状线金属层的移相度数，将平面透射阵(6)中四个ka波段双圆极化相移单元(8)对应的线极化透射相位设置为相邻单元间相差45度。17.根据权利要求16所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述ka波段双圆极化相移单元(8)包括自下至上设置的ka波段第一金属层(8a)、ka波段第三金属层(8d)、ka波段第四金属层(8f)、ka波段第五金属层(8g)、ka波段第六金属层(8j)、ka
波段第七金属层(8k)和ka波段第九金属层(8n)，其中，所述ka波段第三金属层(8d)和ka波段第五金属层(8g)之间、ka波段第四金属层(8f)和ka波段第六金属层(8j)之间、ka波段第五金属层(8g)和ka波段第七金属层(8k)之间通过设置若干根ka波段金属柱(8e；8h；8i)连接。18.根据权利要求16所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述ka波段双圆极化相移单元(8)的ka波段第一金属层(8a)、ka波段第九金属层(8n)都为切角圆形贴片、切角矩形贴片中的一种。19.根据权利要求16所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述ka波段第一金属层(8a)和ka波段第九金属层(8n)均为设有
±
45度方向切角的圆形贴片，ka波段第三金属层(8d)和ka波段第七金属层(8k)均为设有正交的l形微带馈线，ka波段第四金属层(8f)和ka波段第六金属层(8j)均为设有开有两个圆形孔的金属地板，ka波段第五金属层(8g)为两根移相带状线。20.根据权利要求12或16所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述平面透射阵(6)包括若干基片层和粘接层，相邻基片层之间设有粘接层，各个金属层以叠层贴片的形式设置于基片层的上方或下方。21.根据权利要求1所述的波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，其特征在于：所述平面宽带圆极化馈源阵列(1)放置于平面透射阵(6)的焦平面附近，距平面透射阵(6)的垂直距离为f，平面透射阵的直径为d，其中，0.3≤f/d≤1.5。
技术总结
本发明涉及无线通信系统电子器件领域，公开了一种波束独立可控的双频双圆极化透射阵天线，包括平面宽带圆极化馈源阵列和平面透射阵，平面宽带圆极化馈源阵列放置于平面透射阵的焦平面附近，平面宽带圆极化馈源阵列包括集成在同一个平面上的K波段左/右旋圆极化馈源、Ka波段左/右旋圆极化馈源，平面透射阵包括呈共口径周期性交错排布的基于接收天线-移相带状线-发射天线架构的K波段和Ka波段双圆极化相移单元。本发明能够在K波段和Ka波段实现对右旋圆极化和左旋圆极化透射相位的独立调控，具有小型化、低剖面、易集成等优势，在卫星通信等领域具有重要的应用前景。等领域具有重要的应用前景。等领域具有重要的应用前景。
技术研发人员：蒋之浩 童宣锋 洪伟
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.05.19
技术公布日：2022/6/21