【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双频共口径victs相控阵天线，尤其是涉及一种应用于卫星通讯的双频共口径victs相控阵天线。
技术介绍
1、随着对无线通讯要求的越来越高以及科学技术水平的大幅度提升，作为无线通讯中收发信号的天线，也面临着种种近乎苛刻的高要求。与使用两个分离的单频victs天线相比，双频共口径victs(vanable inclination continuous transverse stub)天线能够在一副天线的口径上实现高频和低频双频段的波束扫描，能够节省无线通信系统的成本和空间，己经成为了现代通信系统发展的必然趋势。
2、现有的双频共口径victs相控阵天线多采用单一慢波结构来实现两个工作频段的起始波束的调控。该单一慢波结构同时对两个工作频段的起始波束进行调控，即两频段的起始波束不可独立调控。由于两个工作频段差异较大，当该单一慢波结构将其中一个工作频段的起始波束调控至指向俯仰零度时，此时，另一个工作频段的起始波束将被调控至远离俯仰零度，无法满足双频工作需求。为了要兼顾两个工作频段的工作需求，避免出现某个工作频段偏离俯仰零度较远的现象，当前只能折中考虑，此时两个工作频段的起始波束均不指向俯仰零度，也不远离俯仰零度。但是这种考虑后，低频工作频段的起始波束会偏离俯仰零度10度以上，高频起始波束会偏离俯仰零度7-9度，不可避免存在较大的扫描盲区。此外现有的双频共口径victs相控阵天线一般使用两种不同类型的辐射单元来满足辐射双频的要求，同样的辐射面积内双频段各自只有一半的有效辐射面积，这导致在有限的辐射面内口径利用率较
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种既能独立调控两个工作频段的起始波束，使两个工作频段的起始波束都靠近俯仰零度，其中低频工作频段偏离俯仰零度不超过3度，高频工作频段偏离俯仰零度不超过2度，大大减少双频扫描盲区，又采用同一种辐射单元来满足辐射双频要求，口径利用率高的应用于卫星通信的双频共口径victs相控阵天线。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种应用于卫星通信的双频共口径victs相控阵天线，包括按照自下而上顺序依次层叠设置的第一馈电网络层、第二馈电网络层、平行板波导层和辐射层，所述的第一馈电网络层包括第一馈电网络，所述的第二馈电网络层包括第二馈电网络，如果所述的第一馈电网络映射到所述的第二馈电网络层，则其设置方位沿逆时针方向旋转90度后所述的第二馈电网络的设置方位相同；所述的平行板波导层包括平行板波导和正交慢波结构，所述的正交慢波结构由两维慢波结构正交形成，其中一维慢波结构用于实现低频传输，称之为低频慢波结构；另一维慢波结构用于实现高频传输，称之为高频慢波结构，所述的辐射层包括由多个结构相同的辐射单元按照阵列分布形成的辐射阵列，所述的辐射层能够相对于所述的第一馈电网络层和所述的第二馈电网络层旋转。
3、所述的第一馈电网络层还包括第一圆形金属板，所述的第一馈电网络设置在所述的第一圆形金属板上；所述的第一馈电网络包括第一线源、第一准tem线源生成器以及第一90°弯曲平行波导结构；所述的第一线源具有一个输入端口和十二个输出端口，所述的第一线源的输入端口作为所述的第一馈电网络的输入端口，所述的第一馈电网络的输入端口用于接入外部的高频段激励信号，所述的第一线源采用具有一个输入端口和十二个输出端口的一分十二四级不等分功分器实现，该一分十二四级不等分功分器的输入端口作为所述的第一线源的输入端口，该一分十二四级不等分功分器的十二个输出端口作为所述的第一线源的十二个输出端口，所述的第一准tem线源生成器具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第一线源的十二个输出端口均与所述的第一准tem线源生成器的输入端口连接，所述的第一90°弯曲平行波导结构具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第一90°弯曲平行板波导结构的输入端口与所述的第一准tem线源生成器的输出端口相连接；当所述的第一馈电网络的输入端口馈入外部的高频段激励信号时，所述的第一线源在该高频段激励信号激励下产生高频te模电磁波，并对产生的高频te模电磁波进行功率分配，等分为十二路高频te模电磁波通过其十二个输出端口均输出至所述的第一准tem线源生成器的输入端口处，当所述的第一准tem线源生成器的输入端口接收到所述的第一线源传输至其处的十二路高频te模电磁波时，所述的第一准tem线源生成器将十二路高频te模电磁波在其输入端口处激励形成高频准tem模，并将高频准tem模将通过其输出端口输出至第一90°弯曲平行波导结构的输入端口，第一90°弯曲平行波导结构将其输出端口处的高频准tem模通过其输出端口输出至所述的平行板波导层。
4、所述的第二馈电网络层还包括第二圆形金属板，所述的第二馈电网络设置在所述的第二圆形金属板上，所述的第二圆形金属板与所述的第一圆形金属板同轴固定；所述的第二馈电网络包括第二线源、第二准tem线源生成器以及第二90°弯曲平行波导结构，所述的第二线源具有一个输入端口和八个输出端口，所述的第二线源的输入端口作为所述的第二馈电网络的输入端口，所述的第二馈电网络的输入端口用于接入外部的低频段激励信号，所述的第二线源采用具有一个输入端口和八个输出端口的一分八三级等分功分器实现，该一分八三级等分功分器的输入端口作为所述的第二线源的输入端口，该一分八三级等分功分器的八个输出端口作为所述的第二线源的八个输出端口，所述的第二准tem线源生成器具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第二线源的八个输出端口均与所述的第二准tem线源生成器的输入端口相连接，所述的第二90°弯曲平行波导结构具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第二90°弯曲平行板波导结构的输入端口与所述的第二准tem线源生成器的输出端口相连接；当所述的第二馈电网络的输入端口馈入外部的低频段激励信号时，所述的第一线源在该低频段激励信号激励下产生低频te模电磁波，并将产生的低频te模电磁波进行功率分配，等分为八路低频te模电磁波通过其八个输出端口输出至所述的第二准tem线源生成器的输入端口，当所述的第二准tem线源生成器的输入端口接收到所述的第二线源传输至其处的八路低频te模电磁波时，所述的第二准tem线源生成器将八路低频te模电磁波在其输入端口处激励形成低频准tem模，并将该低频准tem模将通过其输出端口输出至所述的第二90°弯曲平行波导结构的输入端口，所述的第二90°弯曲平行波导结构将其输入端口处的低频准tem模通过其输出端口输出至所述的平行板波导层。
5、所述的平行板波导层还包括第三圆形金属板以及设置在所述的第三圆形金属板上的两个输入部分，所述的第三圆形金属板与所述的第二圆形金属板同轴固定，所述的平行板波导、所述的正交慢波结构和两个输入部分分别通过在所述的第三圆形金属板开槽实现，所述的正交慢波结构位于所述的平行板波导的下方，将两个输入部分分别称为高频输入部分和低频输入部分，所述的高频输入部分包括一个高频输入端口、一个高频遏流结构以及位于所述的高频输入端口与高频慢波结构之间的第一梯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于卫星通信的双频共口径VICTS相控阵天线，其特征在于包括按照自下而上顺序依次层叠设置的第一馈电网络层、第二馈电网络层、平行板波导层和辐射层，所述的第一馈电网络层包括第一馈电网络，所述的第二馈电网络层包括第二馈电网络，如果所述的第一馈电网络映射到所述的第二馈电网络层，则其设置方位沿逆时针方向旋转90度后所述的第二馈电网络的设置方位相同；所述的平行板波导层包括平行板波导和正交慢波结构，所述的正交慢波结构由两维慢波结构正交形成，其中一维慢波结构用于实现低频传输，称之为低频慢波结构；另一维慢波结构用于实现高频传输，称之为高频慢波结构，所述的辐射层包括由多个结构相同的辐射单元按照阵列分布形成的辐射阵列，所述的辐射层能够相对于所述的第一馈电网络层和所述的第二馈电网络层旋转。
2.根据权利要求1所述的一种应用于卫星通信的双频共口径VICTS相控阵天线，其特征在于所述的第一馈电网络层还包括第一圆形金属板，所述的第一馈电网络设置在所述的第一圆形金属板上；所述的第一馈电网络包括第一线源、第一准TEM线源生成器以及第一90°弯曲平行波导结构；所述的第一线源具有一个输入端口和十
3.根据权利要求2所述的一种应用于卫星通信的双频共口径VICTS相控阵天线，其特征在于所述的第二馈电网络层还包括第二圆形金属板，所述的第二馈电网络设置在所述的第二圆形金属板上，所述的第二圆形金属板与所述的第一圆形金属板同轴固定；所述的第二馈电网络包括第二线源、第二准TEM线源生成器以及第二90°弯曲平行波导结构，所述的第二线源具有一个输入端口和八个输出端口，所述的第二线源的输入端口作为所述的第二馈电网络的输入端口，所述的第二馈电网络的输入端口用于接入外部的低频段激励信号，所述的第二线源采用具有一个输入端口和八个输出端口的一分八三级等分功分器实现，该一分八三级等分功分器的输入端口作为所述的第二线源的输入端口，该一分八三级等分功分器的八个输出端口作为所述的第二线源的八个输出端口，所述的第二准TEM线源生成器具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第二线源的八个输出端口均与所述的第二准TEM线源生成器的输入端口相连接，所述的第二90°弯曲平行波导结构具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第二90°弯曲平行板波导结构的输入端口与所述的第二准TEM线源生成器的输出端口相连接；
4.根据权利要求1所述的一种应用于卫星通信的双频共口径VICTS相控阵天线，其特征在于所述的平行板波导层还包括第三圆形金属板以及设置在所述的第三圆形金属板上的两个输入部分，平行板波导所述的第三圆形金属板与所述的第二圆形金属板同轴固定，所述的平行板波导、所述的正交慢波结构和两个输入部分分别通过在所述的第三圆形金属板开槽实现，所述的正交慢波结构位于所述的平行板波导的下方，将两个输入部分分别称为高频输入部分和低频输入部分，所述的高频输入部分包括一个高频输入端口、一个高频遏流结构以及位于所述的高频输入端口与高频慢波结构之间的第一梯形过渡结构，所述的高频输入端口与所述的第一90°弯曲平行波导结构的输出端口相连，所述的高频输入端口用于接入所述的第一90°弯曲平行波导结构的输出端口输出的高频准TEM模电磁波，并实现所述的平行板波导层的高频串馈激励，所述的高频遏流结构用于对该高频准TEM模电磁波扼流，所述的高频遏流结构沿所述的第三圆形金属板轴向的高度为高频1/4波长，所述的第一梯形过渡结构用于对高频准TEM模电磁波与所述的高频慢波结构进行匹配，使高频准TEM模电磁波能够通过所述的高频慢波结构传输至所述的平行板波导；所述的低频输入部分包括一个低频输入端口、一个低频遏流结构以及位于所述的低频输入端口与所述的低频慢波结构之间的第二梯形过渡结构，所述的低频输入端口与所述的第二90°弯曲平行波导结构的输出端口相连，所述的低频输入端口用于接入所述的第二90°弯曲平行波导结构的输出端输出的低频准TEM模电磁波，并实现所述的平行板波导层的低频串馈激励，所...
【技术特征摘要】
1.一种应用于卫星通信的双频共口径victs相控阵天线，其特征在于包括按照自下而上顺序依次层叠设置的第一馈电网络层、第二馈电网络层、平行板波导层和辐射层，所述的第一馈电网络层包括第一馈电网络，所述的第二馈电网络层包括第二馈电网络，如果所述的第一馈电网络映射到所述的第二馈电网络层，则其设置方位沿逆时针方向旋转90度后所述的第二馈电网络的设置方位相同；所述的平行板波导层包括平行板波导和正交慢波结构，所述的正交慢波结构由两维慢波结构正交形成，其中一维慢波结构用于实现低频传输，称之为低频慢波结构；另一维慢波结构用于实现高频传输，称之为高频慢波结构，所述的辐射层包括由多个结构相同的辐射单元按照阵列分布形成的辐射阵列，所述的辐射层能够相对于所述的第一馈电网络层和所述的第二馈电网络层旋转。
2.根据权利要求1所述的一种应用于卫星通信的双频共口径victs相控阵天线，其特征在于所述的第一馈电网络层还包括第一圆形金属板，所述的第一馈电网络设置在所述的第一圆形金属板上；所述的第一馈电网络包括第一线源、第一准tem线源生成器以及第一90°弯曲平行波导结构；所述的第一线源具有一个输入端口和十二个输出端口，所述的第一线源的输入端口作为所述的第一馈电网络的输入端口，所述的第一馈电网络的输入端口用于接入外部的高频段激励信号，所述的第一线源采用具有一个输入端口和十二个输出端口的一分十二四级不等分功分器实现，该一分十二四级不等分功分器的输入端口作为所述的第一线源的输入端口，该一分十二四级不等分功分器的十二个输出端口作为所述的第一线源的十二个输出端口，所述的第一准tem线源生成器具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第一线源的十二个输出端口均与所述的第一准tem线源生成器的输入端口连接，所述的第一90°弯曲平行波导结构具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第一90°弯曲平行板波导结构的输入端口与所述的第一准tem线源生成器的输出端口相连接；
3.根据权利要求2所述的一种应用于卫星通信的双频共口径victs相控阵天线，其特征在于所述的第二馈电网络层还包括第二圆形金属板，所述的第二馈电网络设置在所述的第二圆形金属板上，所述的第二圆形金属板与所述的第一圆形金属板同轴固定；所述的第二馈电网络包括第二线源、第二准tem线源生成器以及第二90°弯曲平行波导结构，所述的第二线源具有一个输入端口和八个输出端口，所述的第二线源的输入端口作为所述的第二馈电网络的输入端口，所述的第二馈电网络的输入端口用于接入外部的低频段激励信号，所述的第二线源采用具有一个输入端口和八个输出端口的一分八三级等分功分器实现，该一分八三级等分功分器的输入端口作为所述的第二线源的输入端口，该一分八三级等分功分器的八个输出端口作为所述的第二线源的八个输出端口，所述的第二准tem线源生成器具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第二线源的八个输出端口均与所述的第二准tem线源生成器的输入端口相连接，所述的第二90°弯曲平行波导结构具有一个输入端口和一个输出端口，所述的第二90°弯曲平行板波导结构的输入端口与所述的第二准tem线源生成器的输出端口相连接；
4.根据权利要求1所述的一种应用于卫星通信的双频共口径victs相控阵天线，其特征在于所述的平行板波导层还包括第三圆形金属板以及设置在所述的第三圆形金属板上的两个输入部分，平行板波导所述的第三圆形金属板与所述的第二圆形金属板同轴固定，所述的平行板波导、所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡阳，尤清春，翟志稳，黄季甫，陆云龙，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：
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