一种双圆极化相控阵天线辐射单元及阵面的制作方法

本技术属于天线领域，涉及一种双圆极化相控阵天线辐射单元及阵面。

背景技术：

1、随着现代无线通信的迅猛发展，通信系统对天线的体积、成本和性能均提出更高的要求。双圆极化天线可以接受圆极化波和任意极化方向的线极化波，并且具有很强的抗干扰和抗衰减的能力，在移动通信和卫星通信中具有广阔的应用前景。到目前为止，研究人员们已经提出了多种实现双圆极化辐射的天线。例如基于二极管的通断来实现激励左旋圆极化(lhcp)辐射和右旋圆极化(rhcp)辐射的切换，以及基于威尔金森功分器和环形电桥馈电的四馈双圆极化天线，还有基于十字形缝隙耦合馈电的双圆极化天线。然而这些天线的尺寸大、工作带宽窄，不利于小型化设计，难以满足通信系统对天线的宽带、小型化、低剖面需求。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种双圆极化相控阵天线辐射单元及阵面，以解决天线的尺寸大、工作带宽窄，不利于小型化设计，难以满足通信系统对天线的宽带、小型化、低剖面需求的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种双圆极化相控阵天线辐射单元，包括耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地；耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地自上而下依次设置构成带状线结构。

4、进一步的，第三介质层和第四介质层上设置有金属化盲孔，用于分别连接第一金属地和第二金属地。

5、进一步的，耦合辐射层与馈电辐射层为半径不同的圆形贴片。

6、进一步的，耦合辐射层印刷在第一介质层上，馈电辐射层印刷在第二介质层上。

7、进一步的，双圆极化网络为通过t型等效法设计的3db电桥。

8、进一步的，双圆极化网络输出相位相差为±90度。

9、进一步的，馈电辐射层与双圆极化网络通过金属化盲孔实现互连。

10、一种阵面，包括若干均匀排列的双圆极化相控阵天线辐射单元，矩形组阵成5*5的天线阵面。

11、与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

12、本实用新型具有同时双圆极化的特点。本实用新型采用小型化的3db电桥构成双圆极化网络，通过双圆极化网络的不同输入端口输入，双圆极化网络分别输出相位相差±90度的激励信号，使天线具备向空间同时辐射左旋圆极化和右旋圆极化电磁波的能力。

13、本实用新型具有工作频带宽的特点。本实用新型采用双层贴片有效拓宽带宽，馈电辐射层用于向空间辐射左旋圆极化波和右旋圆极化波，耦合辐射层用于拓宽天线带宽和提高增益。

14、本实用新型具有单元间隔离度高的特点。本实用新型的耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地自上而下依次设置构成带状线结构，同时在周围设置金属化盲孔，能够有效改善单元间的隔离性能。

技术特征：

1.一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，包括耦合辐射层(1)、第一介质层(2)、馈电辐射层(3)、第二介质层(4)、第一金属地(5)、第三介质层(6)、双圆极化网络(7)、第四介质层(8)和第二金属地(9)；耦合辐射层(1)、第一介质层(2)、馈电辐射层(3)、第二介质层(4)、第一金属地(5)、第三介质层(6)、双圆极化网络(7)、第四介质层(8)和第二金属地(9)自上而下依次设置构成带状线结构。

2.根据权利要求1所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，第三介质层(6)和第四介质层(8)上设置有金属化盲孔(10)，用于分别连接第一金属地(5)和第二金属地(9)。

3.根据权利要求1所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，耦合辐射层(1)与馈电辐射层(3)为半径不同的圆形贴片。

4.根据权利要求3所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，耦合辐射层(1)印刷在第一介质层(2)上，馈电辐射层(3)印刷在第二介质层(4)上。

5.根据权利要求1所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，双圆极化网络(7)为通过t型等效法设计的3db电桥。

6.根据权利要求5所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，双圆极化网络(7)输出相位相差为±90度。

7.根据权利要求1所述的一种双圆极化相控阵天线辐射单元，其特征在于，馈电辐射层(3)与双圆极化网络(7)通过金属化盲孔实现互连。

8.一种阵面，其特征在于，包括若干均匀排列的双圆极化相控阵天线辐射单元，矩形组阵成5*5的天线阵面。

技术总结
一种双圆极化相控阵天线辐射单元阵面，包括耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地；耦合辐射层、第一介质层、馈电辐射层、第二介质层、第一金属地、第三介质层、双圆极化网络、第四介质层和第二金属地自上而下依次设置构成带状线结构。本技术具有同时双圆极化的特点。本技术采用小型化的3dB电桥构成双圆极化网络，通过双圆极化网络的不同输入端口输入，双圆极化网络分别输出相位相差±90度的激励信号，使天线具备向空间同时辐射左旋圆极化和右旋圆极化电磁波的能力。

技术研发人员：张秀锋
受保护的技术使用者：西安天安电子科技有限公司
技术研发日：20221224
技术公布日：2024/1/14