[实用新型]一种可重构的紧耦合宽带阵列天线

说明书

本实用新型提出一种可重构的紧耦合宽带阵列天线，用于解决阵列天线带宽受限的技术问题，包括上下平行设置的介质宽角匹配板和金属地板，及垂直固定在两板间的M个周期性排布的偶极子天线板，偶极子天线板包括介质板和N个周期性排布的偶极子辐射单元，相邻偶极子辐射单元的天线臂交叠排列，天线臂包括前臂与后臂，一个前臂连接平衡转换器地线，另一个前臂连接平衡转换器芯线，平衡转换器芯线与固定在金属地板上的天线连接器相连，两个后臂通过短路平衡支节与金属地板相连。两个天线臂的前臂与后臂间，平衡转换器地线与两个短路平衡支节间各连接一个开关，通过四个开关的通断，实现紧耦合模式与常规模式的切换，实现对S/C/X/Ku频段全覆盖。

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，涉及一种阵列天线，尤其涉及一种覆盖S/C/X/Ku频段的一种可重构的紧耦合宽带阵列天线。

背景技术

传统的超宽带阵列天线因为其优势得到了迅猛发展，而随着研究的不断深入，其缺点也逐渐显现。首先，也是最重要的制约因素，是阵列间的耦合给性能带来的影响。由于阵列天线的阵元往往排布紧密，相邻单元间会产生强烈的耦合，使得阵列单元的场分布与单个超宽带天线不同，进而影响整个阵列的性能。超宽带天线为了实现超宽带特性，需要较大的尺寸，难以实现小型化、易共形等要求。

超宽带紧耦合天线阵，相比于传统的阵列巧妙化解了阵元间耦合的影响，利用并加强耦合来拓展天线带宽，可以实现在三个倍频内有较好的性能指标。基于利用耦合拓展带宽的理念，紧耦合天线阵不是传统宽带天线而是振子作为阵单元，典型大小仅为最大工作频率对应波长的二分之一，体积远小于传统的超宽带天线。在剖面高度方面，紧耦合天线为了提高正向辐射，需要在阵列平面以下四分之一中心频率波长处放置一块金属反射板。相比于Vivaldi天线等，剖面高度已经得到了极大的压缩。除了前述两点优势，紧耦合天线阵还有易共形、宽角扫描等优势。但随着研究的深入和工程应用要求的增加，紧耦合天线阵列也受到馈电巴伦的结构问题的限制，以及在频段两端性能的降低的影响,无法做到对S/C/X/Ku频段的全覆盖以及在该频段内优异的性能。例如，申请公布号为CN 106684574A，名称为“6-18GHz超宽带阵列天线”的专利申请，公开了一种6-18GHz的超宽带阵列天线，包括若干偶极子天线，所述的偶极子天线紧密排列，构成偶极子阵列，相邻偶极子天线的辐射臂相互重叠。利用交叠的辐射振子之间产生强耦合效应展宽阵列的工作带宽，另外，为了在阵列扫描时消除一些电纳的变化，在强耦合阵列顶端添加一层介质匹配层，进一步抵消接地面电抗随频率的变化，由此得到的偶极子阵列具有更宽的频带特性，实现宽角扫描，该发明覆盖的工作频段为三个倍频(6GHz-18GHz)。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出了一种可重构的紧耦合宽带阵列天线，通过将紧耦合技术与可重构技术的结合，实现在S/C/X/Ku频段的全覆盖，有效地拓宽阵列天线的带宽。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种可重构的紧耦合宽带阵列天线，包括上下平行设置的介质宽角匹配板1和金属地板3，以及垂直固定在介质宽角匹配板1和金属地板3之间的M个周期性平行排布的偶极子天线板2，M≥2；所述偶极子天线板2，包括介质板21和印制在介质板21上的N个周期性排布的偶极子辐射单元22，N≥2，所述偶极子辐射单元22包括两个印制在介质板21正反两面的天线臂221，相邻偶极子辐射单元22的天线臂221部分交叉重叠排列，用于实现紧耦合特性；所述金属地板3，其板面上设置多个安装孔，每个安装孔内各固定一个天线连接器4；