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(dú)立的相互垂直的極化通道，可實(shí)現(xiàn)兩種正交極化的電磁波同時(shí)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(hào)，也可接收干擾信號(hào)通過后期處理對(duì)空間干擾進(jìn)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(duì)雙極化天線單元的需求越來越多，要求也越來越高。對(duì)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(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)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(duì)各層微帶貼片合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決現(xiàn)有雙極化天線單元極化隔離度低、尺寸大、相對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)帶寬大于15％(常規(guī)的微帶貼片天線相對(duì)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(shí)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(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)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?yàn)樵撎炀€的水平極化饋電層和垂直極化饋電層對(duì)稱分布在十字槽型耦合縫隙的上下層，同時(shí)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(duì)稱型結(jié)構(gòu)，所以該天線整體結(jié)構(gòu)具有很高的對(duì)稱性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)上高度的對(duì)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(duì)稱、水平極化饋電貼片5和垂直極化饋電貼片7相對(duì)于十字槽型耦合縫隙貼片6上下對(duì)稱)保證了電磁場(chǎng)分布的高度對(duì)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?yàn)樵撎炀€的水平極化饋電層和垂直極化饋電層對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)稱結(jié)構(gòu)，主線部分線長(zhǎng)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(jìn)行阻抗匹配，微帶平衡饋電網(wǎng)絡(luò)分支線部分為長(zhǎng)7mm～10mm，優(yōu)選8.4mm，寬0.5mm～1.5mm，優(yōu)選1mm，通過阻抗變換，實(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)稱結(jié)構(gòu)，主線部分線長(zhǎng)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(jìn)行阻抗匹配，微帶平衡饋電網(wǎng)絡(luò)分支線部分為長(zhǎng)9mm～12mm，優(yōu)選11.4mm，寬1.8mm～2.4mm，優(yōu)選2.25mm，通過阻抗變換，實(shí)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(zhǎng)28mm～36mm的鋁板。