[发明专利]低雷达截面的微带阵列天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，特别是一种阵列天线，可以保证天线在保持良好的辐射性能前提下，具有良好的散射特性。对于辐射特性和散射特性均有要求的天线，该技术很有实用价值。

背景技术

在现今的通信领域中，信号发射和接收系统是整个通信平台中最重要的组成部分，天线是该系统中核心的部分，而辐射特性和散射特性是衡量天线性能优良的主要指标。提高散射特性的关键在于如何减缩雷达截面，而雷达截面是散射特性中最基本的参数，它是指目标在平面波照射下在给定方向上返回功率的一种量度。

天线是一类特殊的散射体，它的散射通常包括两部分：一部分是与散射天线负载情况无关的结构模式项散射场，它是天线接匹配负载时的散射场，其散射机理与普通散射体相同；另一部分则是随天线的负载情况变化的天线模式项散射场，它是由于负载与天线不匹配而反射的功率经天线再辐射而产生的散射场，这是天线作为一个加载散射体而特有的散射场。

在国内外，并没有完全理想的技术手段，可以同时兼顾天线的辐射和散射特性，这是由于天线系统自身工作特点，它必须保证自身无线电波的正常接收和发射，因此常规的减缩措施不可以简单地应用在天线上。所以，如何在保证天线辐射特性不受影响的前提下，设计具有低雷达截面的天线，有重要意义。

微带阵列天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线，与常规天线相比，微带天线重量轻、体积小、剖面薄、易于加工。图1给出了一种现有的四单元微带天线，介质材料板正面印制有4个等间距分布的边长为13.72mm的正方形辐射单元，如图1（a）所示；反面印制有长为120mm，宽为30mm的矩形金属地板，如图1（b）所示；同轴接头通过辐射单元和金属地板上的开孔进行馈电，这种天线具有良好的辐射特性，但是由于为了保证天线的辐射特性，金属地板必须大于辐射单元的尺寸，所以造成该天线的雷达截面很高，不具备良好的散射特性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有微带阵列天线的缺点，提出一种低雷达截面的微带阵列天线，以减小阵列天线的雷达截面，提高辐射特性。

为实现上述的目的，本发明包括介质材料板1、辐射单元2、金属地板3和同轴接头4；辐射单元2和矩形金属地板3分别印制在介质材料板1的两面，其特征在于：天线金属地板3上开有n个互补开口谐振环31，n≧4；每个互补开口谐振环31由一条蛇形弯折的槽线段首尾相对构成，这些互补开口谐振环31分布在辐射单元2正下方的金属地板四周，距离辐射单元2的投影距离L2为0.6-1mm，使矩形金属地板3形成除中心区域和四个顶角区域为完整矩形外，其余区域均分布有互补开口谐振环31的谐振环金属地板。

上述低雷达截面微带阵列天线，其特征在于辐射单元2由m个正方形贴片阵列组成，m≧1，每个正方形贴片的边长L为13.72mm。

上述低雷达截面微带阵列天线，其特征在于每个互补开口谐振环（31）的由一条蛇形弯折的槽线段形成镜像对称结构，外围轮廓是正方形，且留有开口，该开口宽度为L1=0.7mm。

上述低雷达截面微带阵列天线，其特征在于每个互补开口谐振环31之间的间距L3为0.5-0.9mm。

上述低雷达截面微带阵列天线，其特征在于每个互补开口谐振环31的外围轮廓正方形的边长L4=7mm。

上述低雷达截面微带阵列天线，其特征在于每个互补开口谐振环31的槽线段宽度L5=0.3mm。

上述低雷达截面微带阵列天线，其特征在于互补开口谐振环31的谐振频率与阵列天线的工作频率相同。

上述低雷达截面微带阵列天线，其特征在于同轴接头的外芯41与金属地板3连接，内芯42穿过介质材料板1与辐射单元2连接，形成底部馈电结构。

本发明具有如下优点：

1）本发明由于在阵列天线金属地板上开有若干互补开口谐振环结构，不仅减小了金属地板的面积，同时可以在其谐振频点附近形成一个入射波的带通频段，在天线工作频带内降低了天线的雷达截面。

2）本发明通过对互补开口谐振环位置的优化，克服了由于引入该结构而导致的天线增益下降的缺点，使天线增益恢复到了原有天线的水平。

理论计算结果表明，本发明天线可实现4.95GHz-5.05GHz的阻抗带宽，在工作频带内降低了微带阵列天线雷达截面，克服了现有微带阵列天线雷达截面较大而导致散射特性差的缺陷。

附图说明

图1是现有的4单元微带阵列天线整体结构图；

图2是本发明阵列天线的正面结构图；