本發(fā)明涉及雷達(dá)天線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低剖面C波段雙極化微帶貼片天線單元，適用于雙極化相控陣?yán)走_(dá)天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

雙極化天線具有獨立的相互垂直的極化通道，可實現(xiàn)兩種正交極化的電磁波同時發(fā)射和接收，在通信設(shè)備中可增加通信的數(shù)據(jù)量，在通信設(shè)備上應(yīng)用較多；在雷達(dá)設(shè)備上可以盡可能多的接收目標(biāo)回波信號，也可接收干擾信號通過后期處理對空間干擾進行抑制。

目前，雙極化天線在反射面體制的雷達(dá)上有一定的應(yīng)用，但在相控陣體制的雷達(dá)上應(yīng)用較少，近幾年隨著極化技術(shù)在雷達(dá)領(lǐng)域的快速發(fā)展，極化相控陣對雙極化天線單元的需求越來越多，要求也越來越高。對雙極化天線單元要求能夠有較低的剖面、較寬的帶寬、較小的尺寸、端口隔離度和極化隔離度高、重量輕、便于共形和陣面集成等特點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種C波段的雙極化微帶貼片天線單元，通過對各層微帶貼片合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決現(xiàn)有雙極化天線單元極化隔離度低、尺寸大、相對帶寬窄的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低剖面的C波段雙極化多層微帶貼片天線單元，由第三層寄生貼片、第二層寄生貼片、第一層寄生貼片、輻射貼片、水平極化饋電貼片、十字槽型耦合縫隙貼片、垂直極化饋電貼片、反射板、第一SMA型連接器、第二SMA型連接器組成，第三層寄生貼片、第二層寄生貼片、第一層寄生貼片、輻射貼片、水平極化饋電貼片、十字槽型耦合縫隙貼片、垂直極化饋電貼片由上至下依次疊放排列，各層間采用半波化片熱壓縮工藝壓合連接，其特征在于：所述的垂直極化饋電貼片通過導(dǎo)電膠粘合固定于反射板上，第一SMA型連接器和第二SMA型連接器固定于反射板的反面，第一SMA型連接器的內(nèi)導(dǎo)體穿過反射板、垂直極化饋電貼片、十字槽型耦合縫隙貼片、水平極化饋電貼片與水平極化饋電貼片上表面的金屬線連接，第二SMA型連接器的內(nèi)導(dǎo)體穿過反射板、垂直極化饋電貼片與垂直極化饋電貼片上表面的金屬線連接。

根據(jù)如上所述的低剖面的C波段雙極化多層微帶貼片天線單元，其特征在于：所述的第三層寄生貼片為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度1mm～3mm，，長12mm～15mm，寬12mm～15mm，介電常數(shù)為2～3.6。

根據(jù)如上所述的低剖面的C波段雙極化多層微帶貼片天線單元，其特征在于：所述的第二層寄生貼片為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度1mm～3mm，長12mm～15mm，寬12mm～15mm，介電常數(shù)為2～3.6。

根據(jù)如上所述的低剖面的C波段雙極化多層微帶貼片天線單元，其特征在于：所述的第一層寄生貼片為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度1mm～3mm，長12mm～15mm，寬12mm～15mm，介電常數(shù)為2～3.6。

根據(jù)如上所述的低剖面的C波段雙極化多層微帶貼片天線單元，其特征在于：所述的輻射貼片為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度1mm～3mm，長25mm～28mm，寬25mm～28mm，介電常數(shù)為2～3.6。

根據(jù)如上所述的低剖面的C波段雙極化多層微帶貼片天線單元，其特征在于：所述的水平極化饋電貼片為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度0.1mm～0.5mm，長25mm～28mm，寬25mm～28mm，介電常數(shù)為2～3.6。

根據(jù)如上所述的低剖面的C波段雙極化多層微帶貼片天線單元，其特征在于：所述的十字槽型耦合縫隙貼片為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度0.1mm～0.5mm，長25mm～28mm，寬25mm～28mm，介電常數(shù)為2～3.6。

根據(jù)如上所述的低剖面的C波段雙極化多層微帶貼片天線單元，其特征在于：所述的垂直極化饋電貼片為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度0.1mm～0.5mm，長25mm～28mm，寬25mm～28mm，介電常數(shù)為2～3.6。

根據(jù)如上所述的低剖面的C波段雙極化多層微帶貼片天線單元，其特征在于：所述的反射板為厚度0.5mm～5mm，邊長28mm～36mm的鋁板。

本發(fā)明的有益效果是：天線單元體積小、重量輕、便于陣面集成、比常規(guī)的雙極化天線極化隔離度高10dB以上(常規(guī)的雙極化天線極化隔離度為25dB～30dB)，比常規(guī)的雙極化天線端口隔離度高15dB以上(常規(guī)的雙極化天線極化隔離度為20dB～25dB)，水平極化端口和垂直極化端口電壓駐波比均小于1.3，相對帶寬大于15％(常規(guī)的微帶貼片天線相對帶寬僅為3％左右)，能應(yīng)用于C波段雙極化二維相控陣?yán)走_(dá)的天線系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明天線的第三層寄生貼片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明天線的第二層寄生貼片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明天線的第一層寄生貼片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明天線的輻射貼片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明天線的水平極化饋電貼片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明天線的十字槽型耦合縫隙貼片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明天線的垂直極化饋電貼片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明天線的反射板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明天線的俯視圖；

圖10為本發(fā)明天線的側(cè)視圖。

具體實施方式

附圖標(biāo)記說明：1—第三層寄生貼片，2—第二層寄生貼片，3—第一層寄生貼片，4—輻射貼片，5—水平極化饋電貼片，6—十字槽型耦合縫隙貼片，7—垂直極化饋電貼片，8—反射板，9—第一SMA型連接器，10—第二SMA型連接器。

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

本發(fā)明的雙極化多層微帶貼片天線適用頻段為C波段。如圖1至圖10所示，本發(fā)明的一種雙極化多層微帶貼片天線單元由第三層寄生貼片1、第二層寄生貼片2、第一層寄生貼片3、輻射貼片4、水平極化饋電貼片5、十字槽型耦合縫隙貼片6、垂直極化饋電貼片7、反射板8、第一SMA型連接器9、第二SMA型連接器10組成。第三層寄生貼片1、第二層寄生貼片2、第一層寄生貼片3、輻射貼片4、水平極化饋電貼片5、十字槽型耦合縫隙貼片6、垂直極化饋電貼片7由上至下依次疊放排列，各層間采用半波化片熱壓縮工藝壓合連接，垂直極化饋電貼片7通過導(dǎo)電膠粘合固定于反射板8上，第一SMA型連接器9和第二SMA型連接器10固定于反射板8的反面，第一SMA型連接器9的內(nèi)導(dǎo)體穿過反射板8、垂直極化饋電貼片7、十字槽型耦合縫隙貼片6、水平極化饋電貼片5與水平極化饋電貼片5上表面的金屬線連接，第二SMA型連接器10的內(nèi)導(dǎo)體穿過反射板8、垂直極化饋電貼片7與垂直極化饋電貼片7上表面的金屬線連接。

因為該天線的水平極化饋電層和垂直極化饋電層對稱分布在十字槽型耦合縫隙的上下層，同時饋線部分(水平極化饋電貼片5和垂直極化饋電貼片7的上表面)也采用一分二對稱型結(jié)構(gòu)，所以該天線整體結(jié)構(gòu)具有很高的對稱性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)上高度的對稱性(水平極化饋電貼片5和垂直極化饋電貼片7饋電層結(jié)構(gòu)左右對稱、水平極化饋電貼片5和垂直極化饋電貼片7相對于十字槽型耦合縫隙貼片6上下對稱)保證了電磁場分布的高度對稱，能避免不均勻輻射導(dǎo)致的方向圖畸變，有效抑制交叉極化電平，使該天線具有比常規(guī)雙極化天線更高的極化隔離度。因為該天線的水平極化饋電層和垂直極化饋電層對稱分布在耦合縫隙的上下層，寄生和互耦效應(yīng)均較弱，能有效提高端口隔離度。

本發(fā)明的第三層寄生貼片1為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度1mm～3mm，優(yōu)選1.5mm，長12mm～15mm，優(yōu)選13.9mm，寬12mm～15mm，優(yōu)選13.9mm，介電常數(shù)為2～3.6，優(yōu)選2.94，第三層寄生貼片1正面如附圖1所示，陰影部分為敷銅。

本發(fā)明的第二層寄生貼片2為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度1mm～3mm，優(yōu)選1.5mm，長12mm～15mm，優(yōu)選13.9mm，寬12mm～15mm，優(yōu)選13.9mm，介電常數(shù)為2～3.6，優(yōu)選2.94，第二層寄生貼片2正面如附圖2所示，陰影部分為敷銅。

本發(fā)明的第一層寄生貼片3為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度1mm～3mm，優(yōu)選1.5mm，長12mm～15mm，優(yōu)選13.9mm，寬12mm～15mm，優(yōu)選13.9mm，介電常數(shù)為2～3.6，優(yōu)選2.94，第一層寄生貼片3正面如附圖3所示，陰影部分為敷銅。

本發(fā)明的輻射貼片4為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度1mm～3mm，優(yōu)選1.5mm，長25mm～28mm，優(yōu)選27mm，寬25mm～28mm，優(yōu)選27mm，介電常數(shù)為2～3.6，優(yōu)選2.94，輻射貼片4正面如附圖4所示，陰影部分為敷銅，非陰影部分為陶瓷敷銅板表層腐蝕后的介質(zhì)。

本發(fā)明的水平極化饋電貼片5為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度0.1mm～0.5mm，優(yōu)選0.1mm，長25mm～28mm，優(yōu)選27mm，寬25mm～28mm，優(yōu)選27mm，介電常數(shù)為2～3.6，優(yōu)選2.94，輻射貼片5正面如附圖5所示，陰影部分為微帶平衡饋電網(wǎng)絡(luò)，其材質(zhì)為覆銅，即水平極化饋電層，非陰影部分為陶瓷敷銅板表層腐蝕后的介質(zhì)。微帶平衡饋電網(wǎng)絡(luò)與第一SMA型連接器9采用焊接的方式連接，饋電連接部分微帶線采用一分二形對稱結(jié)構(gòu)，主線部分線長為4mm～6mm,優(yōu)選5.7mm,線寬為0.8mm～1.5mm，優(yōu)選1.4mm，與第一SMA型連接器9進行阻抗匹配，微帶平衡饋電網(wǎng)絡(luò)分支線部分為長7mm～10mm，優(yōu)選8.4mm，寬0.5mm～1.5mm，優(yōu)選1mm，通過阻抗變換，實現(xiàn)饋電端與十字槽型耦合縫隙及天線輻射端的阻抗匹配。微帶平衡饋電網(wǎng)絡(luò)與第一SMA型連接器9連接處有圓形金屬焊盤，焊盤直徑為1mm～2mm，優(yōu)選1.4mm。

本發(fā)明的十字槽型耦合縫隙貼片6為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度0.1mm～0.5mm，優(yōu)選0.1mm，長25mm～28mm，優(yōu)選27mm，寬25mm～28mm，優(yōu)選27mm，介電常數(shù)為2～3.6，優(yōu)選2.94，輻射貼片6正面如附圖6所示，陰影部分為敷銅，非陰影部分為十字槽型耦合縫隙。

本發(fā)明的垂直極化饋電貼片7為正方形PTFE陶瓷敷銅板，厚度0.1mm～0.5mm，優(yōu)選0.1mm，長25mm～28mm，優(yōu)選27mm，寬25mm～28mm，優(yōu)選27mm，介電常數(shù)為2～3.6，優(yōu)選2.94，輻射貼片7正面如附圖7所示，陰影部分為微帶平衡饋電網(wǎng)絡(luò)，其材質(zhì)為覆銅，即垂直極化饋電層，非陰影部分為陶瓷敷銅板表層腐蝕后的介質(zhì)。微帶平衡饋電網(wǎng)絡(luò)與第二SMA型連接器10采用焊接的方式連接，饋電連接部分微帶線采用一分二形對稱結(jié)構(gòu)，主線部分線長為3mm～5mm,優(yōu)選4mm,線寬為0.6mm～0.9mm，優(yōu)選0.7mm，與第二SMA型連接器10進行阻抗匹配，微帶平衡饋電網(wǎng)絡(luò)分支線部分為長9mm～12mm，優(yōu)選11.4mm，寬1.8mm～2.4mm，優(yōu)選2.25mm，通過阻抗變換，實現(xiàn)饋電端與十字槽型耦合縫隙及天線輻射端的阻抗匹配。

本發(fā)明的反射板為厚度0.5mm～5mm，邊長28mm～36mm的鋁板。