Ku／Ka双频共口径微带阵列天线设计

刘洋 董涛 王昕

（北京卫星信息工程研究所，北京100086）

1 引言

卫星通信的快速发展对天线系统提出了更高的要求：多频段、多极化、宽频带、小型化等。共口径天线可以把频率、极化特性不同的多个天线合理设计在同一口径内，在保持天线结构紧凑的同时，还具有多频、多极化工作的性能，是卫星通信天线未来发展趋势。

共口径天线组阵单元的形式主要有微带贴片、微带振子、缝隙等［1］。文献［2］设计了一种Ku／Ka双频共口径天线，通过Ka频段方形微带贴片和置于其下方空隙处的Ku频段十字微带缝隙，实现了Ku频段双线极化和Ka频段线极化工作。文献［3］提出了一种Ku／C双频天线，由C频段的十字贴片和对称分布在其四周的4个Ku频段方形贴片组成，该几何结构具有结构紧凑和模块化等特点，通过简单的几何调整就可以实现不同的频率比。

在卫星通信领域，圆极化天线由于具有抗多径反射能力强等优点，得到了广泛应用。但是，在上述的双频共口径天线设计中，天线在两个频段均为线极化工作，当通信卫星天线的极化形式为圆极化时，将存在极化损失。微带天线通过切角、表面开槽、正交双馈等能够比较方便地实现圆极化。缝隙耦合馈电也可以实现圆极化，常见的方法有：在地板开长度不等的交叉十字缝隙；对两个垂直的矩形缝隙正交双馈等［4-5］。

本文提出了一种Ku／Ka双频共口径微带阵列天线的新设计，实现了Ka频段天线的圆极化工作和Ku频段天线的线极化工作。采用平面微带天线方案，并将两频段天线单元共面嵌套放置，满足飞行器载体对天线低剖面和小型化的设计要求。……