[实用新型]一种基于EBG结构的相控阵宽角扫描天线

说明书

本实用新型公开了一种基于EBG结构的相控阵宽角扫描天线，涉及相控阵天线领域，由多个天线单元结构构阵列天线，所述天线单元结构采用背腔式结构，所述天线单元结构包括天线和背腔，其特征在于，所述背腔由多个EBG结构围合而成，背腔式结构对天线单元结构间的互耦有很好的抑制作用，背腔采用EBG结构，EBG结构具有表面波抑制带隙特性，电磁带隙结构在特定频段范围内呈现高阻抗特性，特定频段内的表面波被禁止传播，在宽角扫描时，电磁带隙结构抑制了天线单元结构表面波的传播，保证了阵列天线在宽角扫描时的高增益。

技术领域

本实用新型涉及相控阵天线领域，具体涉及一种基于EBG结构的相控阵宽角扫描天线。

背景技术

相控阵天线在大角度扫描时，由于电磁波空间耦合增强导致单元之间的互耦增大，恶化天线有源驻波性能，降低天线辐射增益。传统的抑制耦合方法是通过加载金属背腔，改善单元方向图降低单元互耦，进而提升天线扫描性能。然而加载金属背腔不仅会增加天线重量，且互耦抑制能力不强，对于天线扫描性能的提升存在局限性。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供在大角度扫描时也能保证高增益的一种基于EBG结构的相控阵宽角扫描天线，解决了相控阵在大角度扫描时增益低的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于EBG结构的相控阵宽角扫描天线，由多个天线单元结构构阵列天线，上述天线单元结构采用背腔式结构，上述天线单元结构包括天线和背腔，上述背腔由多个EBG结构围合而成。

上述背腔式结构是指由五面围合形成的腔体，上述腔体作为天线单元结构的谐振腔，对天线单元结构间的互耦有很好的抑制作用，同时这里的背腔采用的是EBG结构，EBG结构具有表面波抑制带隙特性，即电磁带隙结构在特定频段范围内呈现高阻抗特性，特定频段内的表面波被禁止传播，这里的电磁带隙结构抑制了天线单元结构表面波的传播，根据图8至图11的仿真结果看出，当天线进行宽角扫描时，驻波减小，具有宽角扫描能力，保证了阵列天线在宽角扫描时的高增益。

上述EBG结构通过改变尺寸参数来使电磁波在某些频段不能传播。

进一步的，上述背腔包括第一金属贴片和第二金属贴片，上述第一金属贴片和第二金属贴片分别设于EBG结构的两端面。

进一步的，上述背腔的EBG结构设有介质基片和金属过孔，上述介质基片围合形成一空腔，上述金属过孔设于空腔内，与第二金属贴片连接。

上述金属过孔、第一金属贴片和第二金属贴片结合等效于LC谐振电路，使EBG结构形成一个谐振回路，用于抑制天线单元结构表面波的传播，且本实用新型具有多个EBG结构，故增强了抑制天线单元结构的表面波的效果，在宽角扫描时，这里的谐振回路抑制了相邻天线单元结构间表面波的传播，保证了阵列天线在宽角扫描时的高增益。

进一步的，上述介质基片采用规格为FR-4的材料制成，与现有的全部采用金属材质作为背腔相比，减少了天线单元结构的重量。

进一步的，上述背腔由多个EBG结构的介质基片相贴围合成一矩型。

进一步的，上述天线采用交叉振子天线，上述交叉振子天线包括四个振臂，上述振臂两两对称，对称的振臂长度相同，相邻的振臂长度相差约1/4波长，用于实现圆极化辐射，且上述交叉振子天线的振臂排布于上述矩型背腔的四个对角。

由天线单元结构组合成阵列天线时，更直观方便，避免因组合错误影响阵列天线的增益。

进一步的，上述背腔还包括接地金属板，上述接地金属板与EBG结构的第二金属贴片相连，上述背腔形成类似围墙的耦合腔，对天线单元结构间的互耦有很好的抑制作用。

进一步的，上述天线与接地金属板连接，便于加工，或者实现低损耗。