[发明专利]一种圆锥共形端射阵列天线

说明书

本发明提出了一种圆锥共形端射阵列天线，在满足天线宽频带带宽的情况下实现了高增益轴向辐射特性，包括圆锥形介质基板、两个二元子阵、支撑介质基板、第一金属隔离板、第二金属隔离板、第三金属隔离板和两个平面偶极子天线单元，两个二元子阵共形于圆锥形介质基板上，其中的一个二元子阵位于另一个二元子阵以圆锥形介质基板的回转轴为旋转中心，按照180°的旋转步进旋转后的位置，且该两个二元子阵采用180°的相位差进行馈电；支撑介质基板固定在圆锥形介质基板的内部；三块金属隔离板和两个平面偶极子天线单元相互平行地固定在支撑介质基板上，并与两个二元子阵的中心线垂直，三块金属隔离板和两个平面偶极子天线单元一一间隔放置。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种圆锥共形端射阵列天线，可应用于各种锥形载体平台。

背景技术

端射天线指的是具有端射辐射特性的一类天线，天线辐射能量从馈源处出发，沿着天线伸展的方向朝空间辐射。传统的雷达阵列天线多采用边射阵，天线增益与阵列的等效口径尺寸成正相关，即增益越大时，则需要足够大的机身空间来承载天线阵；辐射方向位于阵面的法线方向，若要求阵列实现大角度扫描时, 天线阵元间耦合加剧，阻抗匹配恶化，增益下降，在轴向方向出现了扫描盲区。端射天线作为一种特殊的天线结构，具备高定向性和轴向辐射特性，可以很好的解决许多机载雷达的“盲区”问题以及实际应用中的天线大口径尺寸问题。同时，共形天线的研究使载体具备优秀的空气动力学特性，符合“雷达平台一体化”的需求。

传统端射天线的结构包括对数周期天线、Yagi天线、Vivaldi天线等。为了保证共形天线的低剖面、小体积、低重量，且易于与载体共形安装，多采用平面印刷八木天线，八木天线包括印刷在介质基板上的无源振子和有源振子，有源振子长度一般为1/2波长，当无源振子与有源振子之间的距离小于1/4波长，且无源振子长度比有源振子短时，整个电磁波能量将在无源振子方向增强；无源振子比有源振子长时，将在无源振子方向减弱。具有前者作用的无源振子称为引向器，具有后者作用的无源振子称为反射振子。有源振子通过馈源进行馈电,有源振子辐射的能量由自由空间和介质板的表面波往引向振子处耦合,产生端射特性。

2018年，Qiaoyu Chen等人在IEEE Transactions on Antennas and Propagation发表了一篇名为“2–18GHz Conformal Low-Profile Log-Periodic Array on aCylindrical Conductor”的期刊论文，公开了一种应用于2-18GHz频段的共形于圆柱导体的低剖面对数周期天线，该发明由单极子、顶端加载单极子以及顶端折叠加载单极子组成对数周期天线，并将其共形于导体圆柱上。该发明虽然利用将具有端射特性的对数周期天线共形于导体柱上来实现圆柱的轴向辐射，且采用对数周期天线形式来提高天线增益，单个天线增益可达到8～9dB左右，但存在的缺陷是天线波束指向偏离轴向方向，以及轴向方向的天线增益较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种圆锥共形端射阵列天线，旨在满足天线宽频带带宽的情况下，实现高增益轴向辐射特性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种圆锥共形端射阵列天线，其特征在于：包括圆锥形介质基板1、两个二元子阵2、支撑介质基板3，第一金属隔离板4、第二金属隔离板5、第三金属隔离板6和两个平面偶极子天线单元7，其中：

所述圆锥形介质基板1，采用柔性介质材料；