[发明专利]一种阵列天线

说明书

本发明公开了一种阵列天线，属于天线技术领域。该天线包括圆极化辐射单元、微波介质板、金属地、馈电波导和金属支撑板，主要采用PCB加工工艺，层叠压接方式，本发明具有结构紧凑、轮廓低的优点；其能够满足小型雷达探测需要，且具有低驻波、低副瓣和小型化的电气性能。

技术领域

本发明涉及到天线技术领域，特别涉及一种阵列天线。

背景技术

目前，在民有雷达系统工作频率越来越高，对射频终端的尺寸、功能提出了较高的要求，这就需要作为辐射前端的电磁波感应装置天线具备小型化、宽频带、多极化、低副瓣等特性。随着相控阵天线技术的快速发展，其独有的技术优势使其越来越受到广大工程技术人员的重视，天线辐射单元作为相控阵天线的关键技术部件之一，其性能的优良程度直接影响雷达探测，宽带通信的质量。

现阶段圆极化微带天线主要有以下几种形式：

1、对角线切角圆极化微带天线：该形式天线结构简单，轮廓低，但天线轴比、驻波带宽小于2％。

2、集成电桥的圆极化微带天线形式，该形式的微带天线轴比、驻波带宽较宽通常其小于3dB轴比带宽大于15％，小于2的驻波带宽大于20％，但外接圆极化电桥占用空间较大、馈线冗长、差损较大，不利于天线、网络一体化设计。

3、缝隙耦合圆极化微带天线，该形式的圆极化微带天线与传统的圆极化微带天线比较，具有阻抗、轴比带宽宽的特点，但由于缝隙结构的不对称性，往往需要加载隔离电阻实现较宽的轴比带宽，这样产生了两个问题：一方面，隔离电阻需要人工焊接，当阵列规模较大时，需要巨大的工作量，又很难保证单元焊接的一致性；另一方面，隔离电阻会产生一定的差损，导致辐射增益不同程度的下降。

以上几种圆极化微带天线各有优缺点，虽个别指标特性较优，它们的共性缺陷是无法满足小型化宽频段工作的技术要求，尤其是作为宽带、多频工作的相控阵天线单元。本专利针对可实现一维波束为宽波束、另一维为窄波束低副瓣的圆极化一维线阵天线提出的创新设计，其适用于小型化雷达系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种阵列天线，其具有小型化、带宽宽、馈电网络紧凑、可实现圆极化辐射特点。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种阵列天线，包括长方形的微波介质板和作为波导馈线的矩形波导；

所述辐射层的主体为长方形的微波介质板，在微波介质板的上表面设有微带馈线和圆极化辐射单元，微带馈线穿过微波介质板的中心并平行于微波介质板的长边；所述圆极化辐射单元包括关于微波介质板中心180°旋转对称的一对振子，两振子分别位于微带馈线的两侧；振子由直线阵列的振子单元组成，直线阵列的延伸方向平行于微波介质板的长边；所述振子单元包括耦合带线和与其连接的开口圆环，耦合带线平行于微带馈线；所述开口圆环的开口为90°，耦合带线与开口圆环的端点相接且耦合带线与开口圆环相切，耦合带线与开口圆环的开口位于切点处法线的异侧；

在微带馈线的中心位置设有馈电耦合窗，馈电耦合窗为椭圆敷铜结构，椭圆敷铜结构的短轴与微带馈线平行；所述馈电耦合窗内还设有矩形缝隙，矩形缝隙的延伸方向与微带馈线的延伸方向垂直，且二者中心点重合；

所述微波介质板的下表面设有金属地，在金属地上开设有耦合缝隙，矩形波导的上端具有盖板，盖板上设有长方形的波导激励缝隙；矩形缝隙、耦合缝隙、波导激励缝隙和矩形波导四者截面长边平行，且四者的几何中心位于同一竖直线上。

进一步的，同一直线阵列的相邻的振子单元之间的间距相等。

进一步的，所述振子单元的总数小于17个。

本发明采取上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本发明低轮廓微带天线装置具有结构紧凑，简单，电尺寸小的特点；