本发明专利技术公开了一种低剖面动中通收发共用一维有源相控阵天线，包括倾斜错位排列的双线极化天线单元、扁波导双通道馈电网络、扁波导双通道小型化双工器，波导过渡、小型化TR组件、小型化印制板功分网络。所述的相控阵天线的单元为双线极化波导辐射器，排列方式为三角形倾斜后错排列，实现了较低的天线高度。本发明专利技术利用水平极化与垂直极化共用同一孔径的方法，提高天线的孔径利用效率，水平极化与垂直极化均采用扁波导馈电方式，减小了馈电网络的损耗，具有很高天线效率。双极化信号经过天线单元、馈电网络以及双工器后，经由TR组件里的极化调整模块进行极化调整，并由俯仰面网络进行合成，完成射频信号的收发功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计涉及的
包括通信、电子对抗、雷达、遥感等，具有相当的应用背景。本专利技术特别适用于低剖面卫星移动通信、雷达以及其他系统中的双极化一维有源相控阵天线。
技术介绍
目前在通信系统中使用的动中通天线有以下几种形式，在性能上虽各有特点，但均存在某种不足。1、传统的反射面和赋形反射面天线，这类天线采用的是机械跟踪模式，跟踪速度 慢，在载体的高速运动中，指向误差大，且反射面体积和重量大，安装不方便，无法用作相控阵天线。2、介质透镜天线，也常采用采用馈源机械扫描的方式，其弱点同样是跟踪速度慢，体积较大，其剖面受限于介质球的的高度，而且馈源和介质球的插损大，阵列控制实现较难。3、平面阵列天线，其扫描方式也采用机械式，口径效率较低，增益不高，不易实现较大带宽，跟踪速度较慢。4、两维相控阵天线,其扫描方式为电子波束扫描,扫描速度快,但口径效率较低，成本高、增益在两维扫描时损失大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种高效率、低损耗、低剖面的双线极化动中通收发共用一维有源相控阵天线，既避免了抛物面天线、介质透镜天线和平板阵列天线剖面高、跟踪速度慢的缺点，又避免了两维相扫天线在高低仰角扫描时增益损失大的缺点，本专利技术可实现在电子扫描范围为图1所示的俯仰面区域，从大地仰角的15度至70度，系统的G/T值均大于10. 9dB/K,而方位面实现360度机械扫描方式，该专利技术具有剖面低、成本低、口径效率高，扫描损失低等优点。本专利技术所采用的技术方案为低剖面动中通收发共用一维有源相控阵天线，包括双极化天线单元1、方位面馈电网络2、双工器3、小型化T/R组件4、射频电缆5和俯仰面微带功分网络6，双极化天线单元I依次通过方位面馈电网络2、双工器3、小型化T/R组件4、射频电缆5和俯仰面微带功分网络6进行连接，其特征在于双极化天线单元I辐射口面的中心轴线与水平面呈20°至40°的向上夹角，多个双极化天线单元I在每一行上按照统一高度进行排列，相邻两行双极化天线单元I的辐射口面外壁相接，上面一行的双极化天线单元I辐射口面沿下面一行的双极化天线单元I口面的上侧壁向下方位移一定距离。其中，双极化天线单元I包括辐射口面1-3、主波导1-4、垂直极化波导1-2和水平极化波导1-1 ;主波导1-4的上端与辐射口面1-3相连，主波导1-4的下端与垂直极化波导1-2相连；水平极化波导1-1通过设置在主波导1-4侧壁的耦合缝隙与主波导1-4相连通。其中，方位面馈电网络2为扁波导双通道方位面馈电网络，扁波导内腔分为上下两层，两层之间为金属化隔板，上层为水平极化通道的功分网络，下层为垂直极化通道的功分网络。其中，双工器3为扁波导双通道的双工器，扁波导内腔分为上下两层，每一层实现一路极化信号的频率双工，其中上层为水平极化通道，下层为垂直极化通道。其中，小型化T/R组件4包括小型化接收组件4-1和小型化发射组件4-2 ;其中小型化接收组件4-1的输入端口 15为上下两层扁波导端口，上层为水平极化信号端口，下层为垂直极化信号端口，其输出端口 14为一路SMA接头的射频信号接口 ；其中小型化发射组件4-2的输入端口 18为一路SMA接头的射频信号接口，其输出端口 17分为上下两层扁波导端口，上层为水平极化信号端口，下层为垂直极化信号端口。 其中，辐射口面1-3的尺寸为O. 75至O. 93倍波长，主波导1_4的截面尺寸为O. 55至O. 65倍波长；垂直极化通道1-2和水平极化通道1-1馈电端口宽边尺寸为O. 63至O. 78倍波长，窄边尺寸O. 15至O. 2倍波长。其中，扁波导双通道的方位面馈电网络2为实现两个极化馈电的H-T双层波导槽洗结构，每一层均为1:N的波导功分器；双通道总口的宽边尺寸均为O. 63至O. 78倍波长；窄边尺寸均为O. 15至O. 2倍波长，上层水平极化通道的分口 12的馈电端口宽边尺寸均为O. 63至O. 78倍波长，窄边尺寸均为O. 15至O. 2倍波长，下层垂直极化通道的分口 13的馈电端口宽边尺寸为O. 55至O. 65倍波长，窄边尺寸O. 15至O. 2倍波长；方位面馈电网络2的厚度为O. 47至O. 56倍的波长。其中，扁波导双通道的小型化双工器3收发通道的总口和分口厚度均为O. 47至O. 56倍的波长，长度均为10. 2至12. 3倍的波长。其中，小型化T/R组件中接收组件的输入端口 15的尺寸，其宽边均为O. 63至O. 78倍波长，窄边尺寸均为O. 15至O. 2倍波长；小型化T/R组件中发射组件的输入端口 17的尺寸，其宽边均为O. 63至O. 78倍波长，窄边尺寸均为O. 15至O. 2倍波长。本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点1、本专利技术的阵列天线在俯仰方向采用相控阵形式，可进行从地面仰角15到70度的较大范围电扫描，满足通信天线扫描范围的要求，在扫描范围内增益损失低。2、本专利技术所采用的馈电网络和双工器均采用双通道的扁波导形式，能够有效的降低天线阵面的高度，同时具备插损小、信号隔离度高的优点，可以满足收发信号的高度隔离。3、本专利技术所采用的天线排布方式为每一行的天线单元向后方和上方倾斜错位的排布方式，这样既实现了阵面的低剖面要求，又能满足天线阵面在低仰角的性能要求，可实现在低仰角较高的G/T值。4、本专利技术中的天线单元可以采用单体加工、也可以采用一行天线整体加工，一致安装的方式，实现简单，材料可以选取纯金属材料，如铝、铜等，或者采用塑料成型镀金属的形式以减轻重量。本专利技术的相控阵天线实现了空间中的一维相控阵扫描，在不影响结构安装的情况下，单元的排布可以尽可能的紧凑，以实现较大的扫描范围；方位面馈电网络和双工器以及有源器件部分采用双H面波导走线，可以一体加工，并能实现良好的匹配和较小的插入损耗。附图说明图1是本专利技术相控阵天线的扫描示意图。图2是本专利技术相控阵天线的侧视图。图3是本专利技术相控阵天线的俯视图。图4是本专利技术相控阵天线单元的侧视图。 图5是本专利技术相控阵天线单元排布的侧视图。图6是本专利技术方位面馈电网络与双工器之间的接口示意图。图7是本专利技术方位面馈电网络三视图。图8是本专利技术所用双工器的外形示意图。图9是本专利技术所用接收组件的外形示意图。图10是本专利技术所用发射组件的外形示意图。图11是本专利技术所用俯仰面馈电网络的外形示意图。具体实施例方式参照图1至图11，本专利技术的低剖面动中通收发共用一维有源相控阵天线，包括倾斜错位排列的双极化天线单元1、扁波导双通道的方位面馈电网络2、扁波导双通道的小型化双工器3、小型化T/R组件4，射频电缆5以及俯仰面微带功分网络6等，如图2和图3所示的设备组成。天线阵列由MXN个倾斜错位排列的双极化天线单元I (以下简称单元I)组成，M和N为自然数，实施例中，M为8，N为16。双极化天线单元I的辐射口 1-3尺寸为O. 75至O. 93倍波长，波导体1-4的截面尺寸为O. 55至O. 65倍波长；垂直极化通道1_2端口宽边尺寸为O. 55至O. 65倍波长，窄边尺寸为O. 15至O. 2倍波长；单元I中水平极化通道1_2端口宽边尺寸为O. 63至O. 78倍波长，窄边尺寸为O. 15至O. 2倍波长。阵列天线单元I的主体与水平面成α角度的倾斜放置，如图4，每相邻行的双本文档来自技高网...
【技术保护点】
低剖面动中通收发共用一维有源相控阵天线，包括双极化天线单元(1)、方位面馈电网络(2)、双工器(3)、小型化T/R组件(4)、射频电缆(5)和俯仰面微带功分网络(6)，双极化天线单元(1)依次通过方位面馈电网络(2)、双工器(3)、小型化T/R组件(4)、射频电缆(5)和俯仰面微带功分网络(6)进行连接，其特征在于：双极化天线单元(1)辐射口面的中心轴线与水平面呈20°至40°的向上夹角，多个双极化天线单元(1)在每一行上按照统一高度进行排列，相邻两行双极化天线单元(1)的辐射口面外壁相接，上面一行的双极化天线单元(1)辐射口面沿下面一行的双极化天线单元(1)口面的上侧壁向下方位移一定距离。
【技术特征摘要】
1.低剖面动中通收发共用一维有源相控阵天线，包括双极化天线单元(I)、方位面馈电网络(2)、双工器(3)、小型化T/R组件(4)、射频电缆(5)和俯仰面微带功分网络(6)，双极化天线单元(I)依次通过方位面馈电网络(2)、双工器(3)、小型化T/R组件(4)、射频电缆(5)和俯仰面微带功分网络(6)进行连接，其特征在于双极化天线单元(I)辐射口面的中心轴线与水平面呈20°至40°的向上夹角，多个双极化天线单元(I)在每一行上按照统一高度进行排列，相邻两行双极化天线单元(I)的辐射口面外壁相接，上面一行的双极化天线单元(I)辐射口面沿下面一行的双极化天线单元(I) 口面的上侧壁向下方位移一定距离。2.根据权利要求1所述的低剖面动中通收发共用一维有源相控阵天线，其特征在于 所述的双极化天线单元(I)包括辐射口面(1-3)、主波导(1-4)、垂直极化波导(1-2)和水平极化波导(1-1);主波导(1-4)的上端与辐射口面(1-3)相连，主波导(1-4)的下端与垂直极化波导(1-2)相连；水平极化波导(1-1)通过设置在主波导(1-4)侧壁的耦合缝隙与主波导(1-4)相连通。3.根据权利要求1或2所述的低剖面动中通收发共用一维有源相控阵天线，其特征在于所述的方位面馈电网络(2)为扁波导双通道方位面馈电网络，扁波导内腔分为上下两层，两层之间为金属化隔板，上层为水平极化通道的功分网络，下层为垂直极化通道的功分网络。4.根据权利要求3所述的低剖面动中通收发共用一维有源相控阵天线，其特征在于 双工器(3)为扁波导双通道的双工器，扁波导内腔分为上下两层，每一层实现一路极化信号的频率双工，其中上层为水平极化通道，下层为垂直极化通道。5.根据权利要求4所述的低剖面动中通收发共用一维有源相控阵天线，其特征在于 所述的小型化T/R组件(4)包括小型化接收组件(4-1)和小型化发射组件(4-2);其中小型化接收组件(4-1)的输入端口(15)为上下两层扁波导端口，上层为水平极化信号端口， 下层为垂直极...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩国栋，武伟，杜彪，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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