[发明专利]位于圆柱导体平台上的宽频带小型化四端口天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线雷达技术领域的天线，尤其是一种位于圆柱导体平台上 的宽频带小型化四端口天线。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，未来环境日益复杂，要求精确制导武器能在复杂 的背景和强干扰下准确地截获、跟踪目标。精确制导技术用于导弹末制导能有效 提高导弹的突防能力和作战效能。导弹末制导系统(导引头)是决定导弹武器系统 最终作战效果的重要因素之一。例如，目前许多国家都在为发展下一代飞航导弹 进行进一步的技术准备；美国等西方武器强国则已将许多新技术付诸应用，如自 动目标识别(ATR)技术已投入战场数年。以SLAM2ER、战术战斧、SCALP2EG/风 暴前兆、金牛座KEPD2350为代表的新型飞航(巡航)导弹等武器的投入使用，标志 着导弹末制导技术的发展呈现出新的发展趋势。然而，每一种制导方式都有其自 身的特点，在使用时也受到一定限制，因此在选用制导体制时，要根据导弹的作 战使命和使用条件来具体选择。

经对现有技术的文献检索发现，美国专利6337670B1以引介方式介绍了一种 全方位宽频带天线。根据该公开，天线具有设置在载体上的四方的很大的接地平 面，在4个角上分别设置了螺旋发射天线，天线的纵向正交于接地平面。4个螺旋 形发射天线通过对角线方向的导线互相电并联，导线在设置发射天线的载体的中 心点相交，这些导线长度(近似等于四分之一波长)可用于天线的阻抗匹配。但是， 根据美国专利说明书的天线具有很大的体积，出于这个原因其使用受到很大的限 制。此外，其设计成单频带天线，这样就不能用于双频带。

检索中还发现，Zhong Lingling等人发表在2007年亚太微波会议 (Proceedings of Asia-Pacific Microwave Conference 2007)上的文章：一 种新型超宽带宽波束圆极化天线(Novel Ultrawide-band Wide Beam Circular Polarization Antenna)，提出了一种超宽带的圆极化天线结构，虽然实现很好 的超宽带性能，但其极化特性仅局限在圆极化模式，相比之下应用不够广泛。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足和缺陷，提出一种位于圆柱导 体平台上的宽频带、小型化四端口天线，为制导武器领域的无源探测技术提供一 个工程上易实现且性能价格比较高的解决方案。该四端口天线具有独一无二的三 维空间结构，采用相控阵雷达中的单脉冲测角理论，应用主副辐射单元结构，有 效地展开了带宽，进而在保证天线小型化的基础上，实现宽频带和双频带的性能。 同时，本发明天线通过不同的馈电方式可以形成不同的极化模式，在指定的无线 电频率上具有较高PEAK Gain，结构紧凑，体积小，易于安装在圆柱导体平台中， 可以达到较强的定向性能等。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：主辐射元件、副辐射元件、 馈电单元和天线支架、圆柱导体、圆柱金属体，所述的主辐射元件与圆柱金属体 连接在一起，副辐射元件的下表平面位于天线支架的上表平面处，同时与馈电单 元中的圆柱馈线上表面相连接，馈电单元位于天线支架内的四个圆柱孔径中，其 中的圆柱型馈线的上表平面与副辐射元件连接在一起，下表平面与馈电端口连接 在一起，馈电端口另一端则与圆柱导体的上表平面相连接，天线支架的下表平面 位于三维坐标系的水平面XY平面上，与圆柱导体的上表平面相连接，以坐标轴 原点为中心点。

所述的主辐射元件中心有一个圆柱型通孔，主辐射元件在三维坐标系的垂直 轴Z轴向高度是可调。

所述的副辐射元件的四个中心点均匀分布在圆心位于三维坐标系的垂直轴 Z轴上的一个圆周上，各自位于三维坐标系的水平面XY平面的正Y轴、负Y轴、 负X轴、正X轴上，并相互对称。

所述的馈电单元的四个中心点均匀分布在圆心位于三维坐标系的垂直轴Z 轴上的一个圆周上，各自位于三维坐标系的水平面XY平面的正Y轴、负Y轴、 负X轴、正X轴上，并相互对称；馈电单元的四个馈电端口均为集总馈电端口。

所述天线支架是一个圆环体结构，在其内部中心位置是一个半径小于天线支 架内环半径的带有螺纹结构的金属圆柱体。

所述天线支架的内部有四个圆柱孔径，且四个圆柱孔径的中心点均匀分布在 圆心位于三维坐标系的垂直轴Z轴上的一个圆周上，各自位于三维坐标系的水平 面XY平面的正Y轴、负Y轴、负X轴、正X轴上，并相互对称。