[发明专利]一种用于防撞雷达系统的宽带低副瓣微带天线阵列

说明书

一种用于防撞雷达系统的宽带低副瓣微带天线阵列。涉及一种防撞雷达系统的宽带天线装置。为了解决宽带低副瓣微带天线阵列的工作频带窄、增益低的问题。本发明包括M×N个天线单元；每个天线单元包括地板层、主动辐射微带单元层和耦合辐射微带单元层；主动辐射微带单元层固定在地板层上；耦合辐射微带单元层悬浮于主动辐射微带单元层上方；主动辐射微带单元层包括下层基板和一号天线阵元；耦合辐射微带单元层包括上层基板和二号天线阵元；所述M×N个天线单元以微带线馈电的方式固定连接，最终以一个特性阻抗为50Ω的同轴线馈电。本发明的有益效果为重量轻、易于集成、高增益、低副瓣、小型化的特点。适用于各种场合下的防撞雷达系统中。

技术领域

本发明涉及一种防撞雷达系统的宽带天线装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展与无线产品的普及与应用，尤其是近年来超宽带无线通信技术的进步，促使人们对于宽带天线的研究更加的趋于大范围、小体积、高效率和便捷安装的要求。而在能够满足前述要求的诸多天线类型当中，微带天线因其低成本、重量轻、易于加工并且易于批量生产等优点，而得到人们的广泛关注，但传统的微带天线的单元工作频带覆盖频率低和增益小，无法满足人们的需求。在无线通信中，更常用的是一定数量的天线组成阵列。在天线的馈电网络与微带辐射元印刷在介质的同一层上时，两者之间的互耦大大的降低了天线的效率。组成微带天线阵列的工作频带覆盖的频率和增益仍然无法满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决宽带低副瓣微带天线阵列的工作频带窄、增益低的问题，提出一种用于防撞雷达系统的宽带低副瓣微带天线阵列。

本发明所述的一种用于防撞雷达系统的宽带低副瓣微带天线阵列，它包括M×N个天线单元；M×N个天线单元构成M行、N列的矩形阵列；

每个天线单元包括地板层、主动辐射微带单元层和耦合辐射微带单元层；主动辐射微带单元层固定在地板层上；耦合辐射微带单元层悬浮于主动辐射微带单元层上方；

所述主动辐射微带单元层包括下层基板和一号天线阵元，一号天线阵元固定于下层基板内部；

所述耦合辐射微带单元层包括上层基板和二号天线阵元，二号天线阵元固定于上层基板内部；

所述M×N个天线单元以微带线馈电的方式固定连接，最终以一个特性阻抗为50Ω的同轴线馈电；

M和N均为正整数。

本发明的工作原理为通过M×N个天线单元实现防撞雷达系统的低副瓣微带天线的高增益特性，同时相较于传统的单层辐射微带单元层，引入了耦合辐射单元层，以实现增益的进一步提升；对于低副瓣特性，则通过微带线馈电的方式实现的。

本发明的有益效果是：本发明所述的一种用于防撞雷达系统的宽带低副瓣微带天线阵列的仿真结果表明，天线单元的工作频带覆盖频率为：16.12GHz～19.25GHz，增益达5.6dBi以上，天线阵列的工作频带覆盖频率为：16.34GHz～18.05GHz，增益达18.3dBi以上，同时具有-18.5dB以下的低副瓣效果，同时具有剖面低、重量轻、易于集成、高增益、低副瓣、小型化的特点；能够广泛应用于各种场合下的防撞雷达系统中。

附图说明

图1为具体实施方式一中天线单元的结构示意图；

图2为具体实施方式一中天线单元的剖面图；

图3为具体实施方式一所述的一种用于防撞雷达系统的宽带副瓣微带天线阵列的主动辐射微带单元层结构示意图；

图4为具体实施方式一所述的一种用于防撞雷达系统的宽带副瓣微带天线阵列的耦合辐射微带单元层结构示意图；

图5为具体实施方式一中天线单元的|S₁₁|仿真结果示意图；