[发明专利]一种同层集成射频内监测线的贴片天线

说明书

本发明公布了一种同层集成射频内监测线的贴片天线，该天线包括贴片阵列天线和幅相监测网络两部分。贴片阵列天线由双层贴片天线单元构成，每个天线单元通过在下层贴片的辐射边侧边进行缝隙耦合馈电；幅相电磁监测网络是在两行贴片阵列天线中间引入一条微带线实现，该微带线与下层的贴片处于同层，且微带线与两行贴片天线单元之间设置带缺口的金属化过孔接地条带以提高电磁隔离度。本发明在实现射频内监测功能的同时具有不增加贴片天线剖面高度，结构简单的优点，可应用于雷达或者通信系统中，特别适用于低剖面的现代数字阵列雷达系统。

技术领域

本发明属于雷达天线技术领域，涉及了集成射频内监测线的贴片天线。

背景技术

本发明应用于现代数字相控阵雷达系统，现代数字相控阵雷达要求天线模块应具有剖面较低与幅相监测的功能，以更好地与射频链路集成。贴片天线由于剖面较低，电讯性能优异，结构简单等优点成为数字相控阵雷达常用的天线形式之一。若要在贴片天线中实现幅相监测功能，一般采用外监测的方式进行。(外监测一般只用于系统状态监测，不用于幅相监测。)然而外监测易受干扰且监测精度较差等缺陷在工程应用中受到了很大的限制。由于贴片天线其电磁场分布主要集中于地与辐射贴片之间，若要在贴片天线中增加射频内监测线，较容易的方法是在馈电线下方的接地处增开耦合孔，耦合孔下方再增加微带线或带状线的方式实现，然而该方法将增加一层或两层介质板，天线的剖面抬高且加工复杂性增加导致成本提高，如文献(朱烨，DBF雷达系统中射频组件和校正网络的研究，南京理工大学硕士论文，2010年6月)所述。若直接在贴片天线侧边加载微带线的方式实现射频内监测功能，由于微带线本身的辐射效应，导致对贴片天线的电性能影响较大，且由于各行微带线间的互耦较大，其相邻行之间的电磁隔离度很难提升，导致在工程应用中幅度、相位的监测精度受限。

发明内容

针对现有技术方案存在增加射频内监测线引起天线剖面增加的缺陷，本发明的目的是提供一种同层集成射频内监测线的贴片天线，在不增加贴片天线剖面高度的同时实现了对电磁激励信号的幅度、相位内监测功能。

具体的方案如下：

同层集成射频内监测线的贴片天线，包括了贴片阵列天线、幅相监测网络，其中所述贴片阵列天线由双层贴片天线单元构成，每个单元通过在最下层贴片侧边进行缝隙耦合馈电；所述的射频内监测线是在两行贴片阵列天线中间引入的一条微带线，其微带线与下层的贴片处于同层；在微带线与两行贴片天线单元之间设有金属化过孔接地条带，并在每个贴片单元的非辐射边对应的电磁耦合处留有缺口，该缺口大小可以根据电磁耦合度与隔行微带线间的电磁隔离度的要求进行调节优化；所述的内监测线与天线单元之间的金属化过孔接地条带距微带线的距离约为微带线线宽的2.5倍；所述的贴片天线单元根据频带宽度要求可以是单层，也可以是两层以上的多层贴片天线单元形式；所述的射频内监测线与天线单元之间的耦合度频带内在-30dB～-27.5dB之间，隔行间频带内的电磁隔离度在16dB以上。

本发明与现有技术方法相比，其有益效果是：

①本发明中的贴片天线性能受射频内监测线的影响较小，且各行内监测线间的电磁隔离度较高。

②本发明中的射频内监测线与贴片天线处于同层，不增加贴片天线的剖面高度，结构紧凑。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是同层集成射频内监测线贴片天线阵列结构示意图；

图2是贴片天线E面扫描时的有源驻波；

图3是贴片天线H面扫描时的有源驻波；

图4是贴片天线阵中有源方向图E面切面图；

图5是贴片天线阵中有源方向图H面切面图；

图6是射频内监测线隔行的隔离度曲线图；