[发明专利]一种用于井中雷达的定向天线系统

权利要求书

1.一种用于井中雷达的定向天线系统，其特征在于，包括天线单元(1)、玻璃钢管(2)、天线保护壳(3)、填充液(4)、射频开关(5)和十字形金属结构(6)；

所述玻璃钢管(2)位于天线保护壳(3)内，所述玻璃钢管(2)的内部注入有填充液(4)；

多个天线单元(1)等间隔分布于玻璃钢管(2)的外侧壁，每个天线单元(1)与玻璃钢管(2)的中心轴的间距相同，且天线单元(1)与玻璃钢管(2)共形；

所述天线单元(1)之间设置有金属阵列结构，且金属阵列结构与玻璃钢管(2)共形，所述金属阵列结构包括至少两排沿玻璃钢管(2)的中心轴方向排列的十字形金属结构(6)，并且十字形金属结构(6)之间以及十字形金属结构(6)与相邻的天线单元(1)之间通过射频开关(5)相连，通过控制射频开关(5)的导通，使得天线单元(1)接替工作，当指定的一个天线单元(1)工作时，其余天线单元(1)与其之间的金属阵列结构导通形成一个金属反射面；

其中，玻璃钢管(2)的内径R₁和外径R₂的单位为毫米，且满足：32≤R₁≤R₂-5≤42.5；

所述十字形金属结构(6)的尺寸为：定义2x表示十字形金属结构(6)平行于玻璃钢管(2)的中心轴的长度，定义y表示十字形金属结构(6)垂直于玻璃钢管(2)的中心轴的长度，且满足：其中，l、w分别表示天线单元(1)的长度和宽。

2.如权利要求1所述的定向天线系统，其特征在于，所述天线单元(1)的天线单元馈电点(1-1)位于天线单元(1)的中部。

3.如权利要求1所述的定向天线系统，其特征在于，位于所述金属阵列结构的首尾两端的十字形金属结构(6)缺少一个侧面的支出端，呈横向的“T”字型结构。

4.如权利要求1所述的定向天线系统，其特征在于，所述天线单元(1)的宽度设置为5～15mm，长度设置为其中，ε_eff表示天线单元(1)的周围物质的有效介电常数，f表示定向天线系统的工作频率。

5.如权利要求1所述的定向天线系统，其特征在于，所述玻璃钢管(2)与天线保护壳(3)的相对介电常数的取值均为：3～6。

6.如权利要求1所述的定向天线系统，其特征在于，所述填充液(4)的相对介电常数的取值为60～80。

7.如权利要求1所述的定向天线系统，其特征在于，所述天线单元(1)的数量为四，分别位于玻璃钢管(2)的0°、90°、180°和270°方向上。

8.如权利要求1所述的定向天线系统，其特征在于，所述射频开关(5)为PIN二极管。