CN114256626B - 一种双频双圆极化高效共口径平板天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双频双圆极化高效共口径平板天线，包括：辐射口径层、谐振波导层、功分馈电网络层。辐射口径层包括方形高频圆极化辐射单元与低频圆极化辐射单元，相互交错均匀排布；谐振波导层包括高频馈电波导腔与低频谐振波导腔，高频馈电波导腔等间距水平分布，低频谐振波导腔垂直穿插在相邻高频馈电波导腔璧间；功分馈电网络层包括高频馈电网络与低频馈电网络，分别为一分六波导功分器和一分四波导功分器，高频馈电网络设置于阵列天线中轴线所在垂面上，低频馈电网络设置于其两侧。本发明具有结构紧凑、剖面低、体积小、重量轻、功率容量大的特点，实现了双频双圆极化高效率共口径。

Description

一种双频双圆极化高效共口径平板天线
技术领域
本发明涉及共口径天线技术领域，具体来说是一种双频双圆极化高效共口径平板天线。
背景技术
为了使相控阵天线系统的体积减小、口径利用效率增加、集成度提高、重量成本降低，迫切希望在不影响系统性能的前提下，尽量将多频带、多极化、多工作方式的天线设计在同一口径面上，以适应现代卫星通信、空间测控和雷达探测等领域对多功能相控阵系统前端天线的要求，共口径天线技术应运而生。目前国内外常见的共口径相控阵天线多采用单层或叠层排布方式，单层排布方式受限于各频段辐射单元物理面积，难以满足扫描栅瓣条件；叠层排布方式易于满足扫描栅瓣条件，但却增加了剖面高度，同时增加了电磁兼容的设计难度，兼顾多极化馈电网络的拓扑布局，给共口径天线技术带来严峻的挑战。
授权公告号为“CN 106356640 B”的中国发明专利，公开“一种宽带双圆极化平板波导阵列天线”，采用的技术方案包括一种16×16元高增益双圆极化平板天线，使用具有宽频特性的波导口径作为辐射单元，通过加载隔板极来实现双圆极化。天线工作带宽大于16％，工作频带内效率大于60％。这种全波导双圆极化天线具有宽带高增益特性，但隔板圆极化器的引入大大增加剖面高度，复杂的馈电网络降低了总效率。授权公告号为“CN106356622 B”的中国发明专利，公开一种“高增益双频双圆极化共口径平面阵列天线”，采用的技术方案包括三角布阵的8×4单元辐射阵列，通过缝隙耦合的高、低频SIW功分器馈电，实现双频双圆极化共口径。天线工作频带覆盖了8.1GHz～8.29GHz和8.39GHz～8.71GHz，具有高增益，低剖面，加工成本低，易于集成等特点，但馈电网络和辐射阵列同一平面集成增加了天线口径，降低了口径效率，考虑到SIW功分器较高的介质损耗与欧姆损耗，进一步降低了天线总效率，且由于选择并排馈电的体制，天线的工作频比受限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构紧凑、馈电简单、易于加工的低剖面双频双圆极化共口径天线。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种双频双圆极化高效共口径平板天线，包括上下依次布设的辐射口径层(1)、谐振波导层(2)、功分馈电网络层(3)；所述辐射口径层(1)包括高频圆极化辐射单元(11)与低频圆极化辐射单元(13)，高频圆极化辐射单元(11)与低频圆极化辐射单元(13)相互交错均匀排布；谐振波导层(2)包括高频馈电波导腔(21)与低频谐振波导腔(22)，高频馈电波导腔(21)等间距水平分布，低频谐振波导腔(22)垂直穿插在相邻高频馈电波导腔(21)璧间；功分馈电网络层(3)包括高频馈电网络(31)与低频馈电网络(33)，高频馈电网络(31)设置于阵列天线中轴线所在垂面上，低频馈电网络(33)设置于其两侧。
本发明引入小型化方形高频圆极化辐射单元与嵌入式的低频圆极化辐射单元，直接在辐射口径实现圆极化，节省了圆极化馈电网络空间，大大降低了天线剖面。
进一步的，所述高频圆极化辐射单元(11)为方形开口波导腔体，腔内对称分布两组高度相同、长度厚度不同的金属膜片，对主模微扰形成幅度相等、相位相差90度的正交模实现圆极化，方形开口波导腔金属底面中轴线上开有S形激励缝隙(12)馈电，将高频馈电波导腔(21)内的能量耦合至高频圆极化辐射单元(11)，缝隙长度为λ/2，其中，λ为工作频带内中心频点的自由空间波长，S形激励缝隙(12)的宽度小于其长度。
进一步的，所述低频圆极化辐射单元(13)为T形开口波导腔体，包括扁波导和单脊支节波导，两波导相互正交，引导产生两个幅度相等、相位相差90度的主模，辐射到口径面实现圆极化；所述低频圆极化辐射单元(13)通过馈电波导(14)与低频谐振波导腔(22)连接，所述馈电波导(14)为非对称的双脊波导，双脊的几何中心位于扁波导和单脊支节波导交叉处正下方。
进一步的，所述高频馈电波导腔(21)为小型化的单脊波导，与所述高频圆极化辐射单元(11)接触的波导璧中轴线上开有所述S形激励缝隙(12)，每条缝隙中心的侧下方都设置一个小长方体金属块，对缝隙周围的场局部微扰，使缝隙切割电流，向上耦合能量。
进一步的，所述低频谐振波导腔(22)为体积尺寸相同的双脊波导，所述低频圆极化辐射单元(13)的扁波导、馈电波导(14)与所述低频谐振波导腔(22)的宽度由上至下依次增加；所述低频谐振波导腔(22)与馈电波导(14)的剖面高度大于高频馈电波导腔(21)的宽，且共同构成一个阶梯过渡结构，在所述低频馈电网络(33)和所述低频圆极化辐射单元(13)之间完成阻抗匹配。
进一步的，所述高频馈电网络(31)为一分四波导功分器，通过两个一分二单脊波导功分器和一个一分二双脊波导功分器由上到下级联构成，其中一分二单脊波导功分器的功分端口与所述高频馈电波导腔(21)璧相连接，一分二单脊波导功分器的总口与一分二双脊波导功分器的功分端口通过多层阶梯单脊波导腔过渡连接，一分二双脊波导功分器的总口为高频馈电网络(31)的总馈电口，设置在阵列天线的正中心。
进一步的，所述低频馈电网络(33)为一分六波导功分器，通过两个一分三双脊波导功分器和一个一分二E面波导功分器由上到下级联构成，其中一分三双脊波导功分器采用先一分二不等分再等分的结构，其功分端口与所述低频谐振波导腔(22)底端相连接，一分三双脊波导功分器的总口与一分二E面波导功分器的功分端口通过L形垂直过渡波导连接，一分二E面波导功分器的总口为低频馈电网络(33)的总馈电口，设置在阵列的中轴线上。
进一步的，所述高频圆极化辐射单元(11)辐射右旋圆极化波，所述低频圆极化辐射单元(13)辐射左旋圆极化波。
进一步的，所述高频辐射口径层(1)、谐振波导层(2)、功分馈电网络层(3)的几何结构关于天线阵列中轴线完全对称；所述低频辐射口径层(1)关于天线阵列中心旋转对称。
进一步的，相邻的所述高频圆极化辐射单元(11)与低频圆极化辐射单元(13)间的金属侧壁壁厚为0.5mm；相邻的所述高频馈电波导腔(21)与低频谐振波导腔(22)间的金属侧壁壁厚为0.8mm；所述高频馈电波导腔(21)底面与所述高频馈电网络(31)一分二双脊波导功分器顶面间的金属壁壁厚为0.8mm；所述高频馈电网络(31)与所述低频馈电网络(33)的侧壁壁厚为1mm。
本发明的优点在于：
1、本发明引入小型化方形高频圆极化辐射单元与嵌入式的低频圆极化辐射单元，直接在辐射口径实现圆极化，节省了圆极化馈电网络空间，大大降低了天线剖面。
2、本发明将双频辐射口径集成到同一口径面上，实现了口径复用，且在两个频段都采用均匀矩形布阵方式，具有较高的口径效率。天线整体为全金属构造，去除了介质损耗，且不需要额外的圆极化馈电网络，大大降低了金属损耗，易于实现高增益和高辐射效率。
3、本发明将双频馈电网络以高集成度的拓扑布局穿插层叠，采用单脊、双脊、E面波导功分器混合级联的方式，极大缩减了功分馈电网络的占用空间，使天线整体结构简单紧凑，体积小，重量轻，具有较强的工程应用性和通用性，适合批量生产。
4、本发明采用金属机械铣工艺一体化加工，机械强度高，功率容量大，散热性能优良，同时极大地降低了成本，可以作为大型相控阵天线的组阵单元，适用于机载、星载等对重量和空间要求苛刻的平台。
附图说明
图1为本发明的所述平板天线的总体结构示意图；
图2为本发明的所述平板天线的侧视图；
图3为本发明实的所述平板天线的俯视图；
图4为本发明实施例中所述Ka频段圆极化辐射单元的结构示意图；
图5为本发明实施例中所述Ka频段馈电网络的结构示意图；
图6为本发明实施例中所述K频段圆极化辐射单元的结构示意图；
图7为本发明实施例中所述K频段馈电网络的结构示意图；
图8为本发明实施例中所述平板天线在K频段的馈电端口反射系数仿真结果
图9为本发明实施例中所述平板天线在Ka频段的馈电端口反射系数仿真结果；
图10为本发明实施例中所述平板天线在K频段的法向轴比仿真结果；
图11为本发明实施例中所述平板天线在Ka频段的法向轴比仿真结果；
图12为本发明实施例中所述平板天线在K频段的方向图仿真结果；
图13为本发明实施例中所述平板天线在Ka频段的方向图仿真结果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本实施例提供一种双频双圆极化平板波导阵列天线，从上到下依次分为辐射口径层1、谐振波导层2、功分馈电网络层3。其中，辐射口径层1包括工作在Ka频段的4×3元阵列和工作在K频段的3×3元阵列，分别由相互交错分布的圆极化辐射单元11与圆极化辐射单元13组成，且相邻的圆极化辐射单元11与圆极化辐射单元13间的金属侧壁壁厚为0.5mm。为了提高口径效率，两阵列都采用矩形均匀布阵方式，如图3所示相邻圆极化辐射单元11的两维间距分别为dx＝dy＝0.72λH，相邻圆极化辐射单元13的两维间距分别为dw＝0.48λL、dl＝0.66λL，其中，λH为Ka频段中心频点的自由空间波长，λL为K频段中心频点的自由空间波长。为了改善轴比性能，Ka频段的4×3元阵列的几何结构关于天线阵列中轴线完全对称；K频段的3×3元阵列关于天线阵列中心旋转对称。如图5和图7所示，谐振波导层2包括4个水平放置的Ka频段馈电波导腔21与6个垂直放置的K频段谐振波导腔22，Ka频段馈电波导腔21等间距排列，间距也为dx＝0.72λH；K频段谐振波导腔22穿插在相邻Ka频段馈电波导腔21的金属璧间，且相邻Ka频段馈电波导腔21与K频段谐振波导腔22间的金属侧壁壁厚为0.8mm。谐振波导层2的几何结构关于天线阵列中轴线完全对称。功分馈电网络层3包括Ka频段馈电网络31与K频段馈电网络33，Ka频段馈电网络31设置于阵列天线中轴线所在垂面上，K频段馈电网络33设置在其两侧，Ka频段馈电网络31与K频段馈电网络33间的侧壁壁厚为1mm。功分馈电网络层3的双频双极化馈电端口包括右旋圆极化馈电口32和左旋圆极化馈电口34，分别在Ka频段辐射右旋圆极化波和K频段辐射左旋圆极化波。功分馈电网络层3的几何结构也关于阵列天线中轴线完全对称。
本实施例中，为了压缩单元间距，提高波束扫描范围，高频圆极化辐射单元11与低频圆极化辐射单元13间的金属侧壁壁厚应在工艺能力范围和保证精度的情况下最小，目前工艺能加工保证精度的金属壁最小尺寸为0.5mm。
如图4所示，工作在Ka频段的圆极化辐射单元11为方形开口波导腔体，口径边长小于λH/2，其中，λH为Ka频段中心频点的自由空间波长。朝波导空气腔向里看，腔内分布两组大小不同的金属膜片，对主模微扰实现圆极化，每组金属膜片尺寸的相同且位置斜对，两组金属膜片都关于圆极化辐射单元11的中心旋转对称。圆极化辐射单元11的金属底面中轴线上开有一条细长“S”形激励缝隙12，将Ka频段馈电波导腔21内的能量耦合至圆极化辐射单元11，“S”形激励缝隙12总长度为λH/2，其中，λH为Ka频段中心频点的自由空间波长，且缝隙的宽度应远小于长度。
如图6所示，工作在K频段的圆极化辐射单元13为“T”形开口波导腔体，由截面一维压缩的扁波导和截面两维压缩的单脊支节波导组成，两个不同截面尺寸的波导相互正交放置，引导产生两个幅度相等、相位相差90度的主模，辐射到口径面实现圆极化。圆极化辐射单元13通过馈电波导14与K频段谐振波导腔22连接，馈电波导14为非对称的双脊波导，其双脊的几何中心位于扁波导和单脊支节波导交叉处正下方，使能量更均匀地馈入两正交波导，改善K频段的圆极化性能。
如图5所示，Ka频段馈电波导腔21为小型化单脊波导，连接圆极化辐射单元11和Ka频段馈电网络31。与圆极化辐射单元11接触的波导璧中轴线上开有“S”形激励缝隙12，每条缝隙中心的侧下方都构设一个小长方体金属块，对缝隙周围的场进行局部微扰，使缝隙切割电流，向圆极化辐射单元13耦合能量。Ka频段馈电网络31为一分四波导功分器，由两个一分二单脊波导功分器和一个一分二双脊波导功分器由上到下级联构成，其中一分二单脊波导功分器的功分端口分别与Ka频段馈电波导腔21的腔璧相接，一分二单脊波导功分器的总口与一分二双脊波导功分器的功分端口通过多层阶梯单脊波导腔过渡连接，一分二双脊波导功分器的总口为右旋圆极化馈电口32，设置在阵列天线的正中心。
如图7所示，K频段谐振波导腔22为小型化双脊波导，圆极化辐射单元13的扁波导、馈电波导14与K频段谐振波导腔22的宽度由上至下依次增加，逐层进行阻抗变换。K频段谐振波导腔22与馈电波导14的剖面高度大于Ka频段馈电波导腔21的截面宽度，形成立交交错式结构。K频段谐振波导腔22与馈电波导14共同构成一个阶梯过渡结构，在K频段馈电网络33和所述圆极化辐射单元13之间完成阻抗匹配。K频段馈电网络33为一分六波导功分器，由两个一分三双脊波导功分器和一个一分二E面波导功分器由上到下级联构成，其中一分三双脊波导功分器采用先一分二不等分再等分的结构，其功分端口与K频段谐振波导腔22底端相连接，一分三双脊波导功分器的总口与一分二E面波导功分器的功分端口通过“L”形垂直过渡波导连接，一分二E面波导功分器的总口为左旋圆极化馈电口34，设置在阵列天线的中轴线上。
采用本实施例提供的天线进行仿真结果如图8-图12所示：
图8为本发明实施例中所述平板天线在K频段的馈电端口反射系数仿真结果，结果显示在19.8GHz～20.6GHz的工作频带内K频段馈电端口匹配良好，
图9为本发明实施例中所述平板天线在Ka频段的馈电端口反射系数仿真结果，结果显示在29.0GHz～32.0GHz的工作频带内Ka频段馈电端口匹配良好，
图10为本发明实施例中所述平板天线在K频段的法向轴比仿真结果，结果显示天线在K频段中心频点的E面和H面法向轴比都小于1dB图11为本发明实施例中所述平板天线在Ka频段的法向轴比仿真结果,结果显示天线在K频段中心频点的E面和H面法向轴比都小于0.5dB。
图12为本发明实施例中所述平板天线在K频段的方向图仿真结果，结果显示天线在上半空间辐射左旋圆极化波，圆极化性能良好。
图13为本发明实施例中所述平板天线在Ka频段的方向图仿真结果，结果显示天线在上半空间辐射右旋圆极化波，圆极化性能良好。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种双频双圆极化高效共口径平板天线，其特征在于，包括上下依次布设的辐射口径层(1)、谐振波导层(2)、功分馈电网络层(3)；所述辐射口径层(1)包括高频圆极化辐射单元(11)与低频圆极化辐射单元(13)，所述高频圆极化辐射单元(11)为方形开口波导腔体；所述低频圆极化辐射单元(13)为T形开口波导腔体；高频圆极化辐射单元(11)与低频圆极化辐射单元(13)相互交错均匀排布；谐振波导层(2)包括高频馈电波导腔(21)与低频谐振波导腔(22)，高频馈电波导腔(21)等间距水平分布，低频谐振波导腔(22)垂直穿插在相邻高频馈电波导腔(21)璧间；功分馈电网络层(3)包括高频馈电网络(31)与低频馈电网络(33)，高频馈电网络(31)设置于阵列天线中轴线所在垂面上，低频馈电网络(33)设置于其两侧；
所述高频圆极化辐射单元(11)的腔内对称分布两组高度相同、长度厚度不同的金属膜片，对主模微扰形成幅度相等、相位相差90度的正交模实现圆极化，方形开口波导腔金属底面中轴线上开有S形激励缝隙(12)馈电，将高频馈电波导腔(21)内的能量耦合至高频圆极化辐射单元(11)，缝隙长度为λ/2，其中，λ为工作频带内中心频点的自由空间波长，S形激励缝隙(12)的宽度小于其长度；
所述低频圆极化辐射单元(13)的包括扁波导和单脊支节波导，两波导相互正交，引导产生两个幅度相等、相位相差90度的主模，辐射到口径面实现圆极化；所述低频圆极化辐射单元(13)通过馈电波导(14)与低频谐振波导腔(22)连接，所述馈电波导(14)为非对称的双脊波导，双脊的几何中心位于扁波导和单脊支节波导交叉处正下方。
2.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化高效共口径平板天线，其特征在于，所述高频馈电波导腔(21)为小型化的单脊波导，与所述高频圆极化辐射单元(11)接触的波导璧中轴线上开有所述S形激励缝隙(12)，每条缝隙中心的侧下方都设置一个小长方体金属块，对缝隙周围的场局部微扰，使缝隙切割电流，向上耦合能量。
3.根据权利要求1所述的一种双频双圆极化高效共口径平板天线，其特征在于，所述低频谐振波导腔(22)为体积尺寸相同的双脊波导，所述低频圆极化辐射单元(13)的扁波导、馈电波导(14)与所述低频谐振波导腔(22)的宽度由上至下依次增加；所述低频谐振波导腔(22)与馈电波导(14)的剖面高度大于高频馈电波导腔(21)的宽，且共同构成一个阶梯过渡结构，在所述低频馈电网络(33)和所述低频圆极化辐射单元(13)之间完成阻抗匹配。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种双频双圆极化高效共口径平板天线，其特征在于，所述高频馈电网络(31)为一分四波导功分器，通过两个一分二单脊波导功分器和一个一分二双脊波导功分器由上到下级联构成，其中一分二单脊波导功分器的功分端口与所述高频馈电波导腔(21)璧相连接，一分二单脊波导功分器的总口与一分二双脊波导功分器的功分端口通过多层阶梯单脊波导腔过渡连接，一分二双脊波导功分器的总口为高频馈电网络(31)的总馈电口，设置在阵列天线的正中心。
5.根据权利要求1至3任一所述的一种双频双圆极化高效共口径平板天线，其特征在于，所述低频馈电网络(33)为一分六波导功分器，通过两个一分三双脊波导功分器和一个一分二E面波导功分器由上到下级联构成，其中一分三双脊波导功分器采用先一分二不等分再等分的结构，其功分端口与所述低频谐振波导腔(22)底端相连接，一分三双脊波导功分器的总口与一分二E面波导功分器的功分端口通过L形垂直过渡波导连接，一分二E面波导功分器的总口为低频馈电网络(33)的总馈电口，设置在阵列的中轴线上。
6.根据权利要求1至3任一所述的一种双频双圆极化高效共口径平板天线，其特征在于，所述高频圆极化辐射单元(11)辐射右旋圆极化波，所述低频圆极化辐射单元(13)辐射左旋圆极化波。
7.根据权利要求1至3任一所述的一种双频双圆极化高效共口径平板天线，其特征在于，所述辐射口径层(1)、谐振波导层(2)、功分馈电网络层(3)的几何结构关于天线阵列中轴线完全对称；所述辐射口径层(1)关于天线阵列中心旋转对称。
8.根据权利要求1至3任一所述的一种双频双圆极化高效共口径平板天线，其特征在于，相邻的高频圆极化辐射单元(11)与低频圆极化辐射单元(13)间的金属侧壁壁厚为0.5mm；相邻的所述高频馈电波导腔(21)与低频谐振波导腔(22)间的金属侧壁壁厚为0.8mm；所述高频馈电波导腔(21)底面与所述高频馈电网络(31)一分二双脊波导功分器顶面间的金属壁壁厚为0.8mm；所述高频馈电网络(31)与所述低频馈电网络(33)的侧壁壁厚为1mm。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114914689B (zh) * 2022-05-12 2024-01-23 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种低剖面共口径双频段圆极化微带天线
CN115101914B (zh) * 2022-06-30 2023-07-21 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种低剖面灵活口径的腔体天线阵
CN115954655B (zh) * 2023-03-15 2023-05-16 微网优联科技(成都)有限公司 一种共口径双频基站天线

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106356640A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 电子科技大学 一种宽带双圆极化平板波导阵列天线
CN107221760A (zh) * 2017-07-17 2017-09-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种双频圆极化阵列天线
WO2018058722A1 (zh) * 2016-09-27 2018-04-05 南京肯微弗通信技术有限公司 双极化收发共用波导阵列天线

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2831997B1 (fr) * 2001-11-07 2004-01-16 Thomson Licensing Sa Module guide d'ondes separateur en frequence a polarisation circulaire double et emetteur-recepteur le comportant
US9859597B2 (en) * 2015-05-27 2018-01-02 Viasat, Inc. Partial dielectric loaded septum polarizer
CN106207439B (zh) * 2016-09-08 2023-03-24 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种双圆极化天线单元及阵列天线
CN112086755A (zh) * 2020-04-08 2020-12-15 上海京济通信技术有限公司 双圆极化、宽波束、高极化纯度介质的喇叭天线阵元
CN113193378B (zh) * 2021-04-27 2022-07-26 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种Ka全频段宽带圆极化天线及其阵列
CN113193343B (zh) * 2021-04-27 2022-03-18 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种Ka频段紧凑型高效宽带双圆极化天线

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106356640A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 电子科技大学 一种宽带双圆极化平板波导阵列天线
WO2018058722A1 (zh) * 2016-09-27 2018-04-05 南京肯微弗通信技术有限公司 双极化收发共用波导阵列天线
CN107221760A (zh) * 2017-07-17 2017-09-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种双频圆极化阵列天线

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C/X Dual-Band Circularly Polarized Shared-Aperture Antenna;Shuosheng Ji;IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters;全文 *
一种宽带高增益圆极化天线阵;石小林;黄迎春;孙全国;;电子信息对抗技术(第03期);全文 *
一种新的双频圆极化器的设计;汪洋;张明涛;弓金刚;;空间电子技术(第04期);全文 *

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