1.一种星载Ka波段圆极化天线单元,其特征在于,包括自下而上依次设置的第一介质基板(8)、第一半固化层(9)、第二介质基板(10)、第二半固化层(11)和第三介质基板(12);所述第一介质基板(8)的上表面印制第一上层金属环(811)和第一上层金属贴片(812);所述第一介质基板(8)中设置有金属化盲孔(5);所述第一上层金属贴片(812)位于所述第一上层金属环(811)内,且相互隔离;所述第二介质基板(10)为中间挖空的腔体结构,用以提供介质空腔;所述第三介质基板(12)的上表面印制第二上层金属环(1201)和第二上层金属贴片(1202),下表面印制下层金属贴片(1203),所述第二上层金属贴片(1202)位于所述第二上层金属环(1201)内,且相互隔离;贯通所述第一介质基板(8)、第一半固化层(9)、第二介质基板(10)、第二半固化层(11)和第三介质基板(12)设置有金属化过孔(4);所述第一上层金属环(811)与所述第二上层金属环(1201)通过所述金属化过孔(4)连接,所述第一上层金属贴片(812)通过所述金属化盲孔(5)与T/R组件输出口(201)连接进行馈电,所述第二上层金属贴片(1202)、所述下层金属贴片(1203)与所述第一上层金属贴片(812)金属贴片(812)耦合馈电进行辐射。
2.根据权利要求1所述星载Ka波段圆极化天线单元,其特征在于,所述第一介质基板(8)、第一半固化层(9)、第二介质基板(10)、第二半固化层(11)和第三介质基板(12)的水平截面为正四边形,且面积相等;所述第一上层金属环(811)与所述第二上层金属环(1201)均为正四边形的闭合框,所述金属化过孔(4)有多个,沿所述闭合框等间距分布。
3.根据权利要求1或2所述星载Ka波段圆极化天线单元,其特征在于,所述第一上层金属贴片(812)由第一部、第二部和第三部组成,所述第一部和所述第二部均为箭头形状,箭头方向朝向远离第一介质基板(8)中心的方向,对称设置,并在尾部连接,连接部位的宽度小于箭头最宽处的宽度,所述第三部由一个矩形和一个半圆环形组成,该矩形的一边连接于第二部的箭头侧面,该半圆环形连接于所述该矩形的一边的相对一边;所述第二上层金属贴片(1202)由四个小单元组成,四个小单元呈中心对称设置,且相邻两个小单元关于正四边形的对角线对称设置,处于对角的任两个小单元,为带有缺角的正四边形,且缺角位于其远离中心处,另两个小单元为边长与缺角正四边形边长相等的正四边形;所述下层金属贴片(1203)由四个小单元组成,四个小单元均为正四边形,呈中心对称设置,且相邻两个小单元关于正四边形的相对边中心连线对称设置。
4.根据权利要求1所述星载Ka波段圆极化天线单元,其特征在于,所述星载Ka波段圆极化天线单元还包括依次位于第三介质基板(12)上方的第三半固化层(13)和第四介质基板(14);所述第四介质基板(14)采用无金属化介质基板,用于展宽天线波束。
5.一种星载Ka波段圆极化天线阵列,其特征在于,由N×N个天线子阵呈矩形阵列形式分布组成,所述天线子阵由四个权利要求1或2或3或4所述的星载Ka波段圆极化天线单元呈矩形阵列形式分布组成,其中N为大于等于2的偶整数。
6.一种相控阵,其特征在于,包括N个馈电传输结构(2)、N个T/R组件(3)以及权利要求5所述的星载Ka波段圆极化天线阵列;每个所述馈电传输结构(2)设置在一个所述星载Ka波段圆极化天线单元下方,所述馈电传输结构(2)为布置有若干T/R组件输出口(201)的金属层;每个所述T/R组件(3)设置在一个所述馈电传输结构(2)下方,所述T/R组件(3)的输出端通过T/R组件输出口(201)、所述金属化盲孔(5)与所述第一上层金属贴片(812)连接进行馈电;每个所述T/R组件(3)包括四个移相器,在同一个天线子阵中,每个所述移相器与一个所述星载Ka波段圆极化天线单元连接,每个所述星载Ka波段圆极化天线单元的旋转角度和与其连接的所述移相器的相位相同且为90°的n倍,其中,n分别为0、1、2或3;在同一个天线子阵中,任意相邻的两个所述星载Ka波段圆极化天线单元的旋转角度差均为90°,和/或,任意相邻的两个所述移相器的相位差均为90°。
7.根据权利要求6所述相控阵,其特征在于,所述馈电传输结构(2)为印制在介质基板(8)下表面的金属层。
8.根据权利要求6所述相控阵,其特征在于,所述N取值为4,构成64元阵列Ka波段圆极化相控阵,所述星载Ka波段圆极化天线单元的方位面和俯仰面的波束宽度均为113°,波束宽度范围内的轴比小于3dB,在扫描±55°时的水平波束宽度为18°;所述64元阵列Ka波段圆极化相控阵在等幅同相时的阵列增益为23.12dB,水平波束宽度为12°,副瓣电平为13.2dB。