一种基于交错馈电底座的宽带vivaldi阵列天线的制作方法

文档序号:9490892
一种基于交错馈电底座的宽带vivaldi阵列天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微波天线领域,具体是一种基于交错馈电底座的宽带vivaldi阵列天 线。
【背景技术】
[0002] 目前,相控阵天线已经广泛应用于军事和民用通信领域。它通过改变阵元激励信 号的相位来改变天线方向图波束指向,天线的辐射能力可以用方向图函数来描述。方向图 的取值与阵元间距有关,增大阵元间距即增加了天线孔径长度,可使天线波束变窄,提高天 线分辨率。但是,对于固定的工作频率和扫描角,若阵元间距过大,阵列天线扫描时的辐射 场除主瓣以外在其他方向会因场强同相叠加形成强度与主瓣相仿的辐射瓣,称之为栅瓣。 栅瓣占据了辐射能量,使天线增益降低,从栅瓣看到的目标与主瓣看到的目标易于混淆,导 致目标位置模糊。干扰信号从栅瓣进入接收机将影响通信系统的正常工作。因此,应合理 地选择相控阵天线的阵元间距避免出现栅瓣。许多阵列天线设计只注重对阵列主瓣和副瓣 进行分析,而很少分析平面阵栅瓣问题。
[0003] 在Ku波段双极化阵列天线的组阵过程中,由于波长较短,因此如果要防止栅瓣出 现,应当减小天线单元之间的距离,但是天线之间的距离要能够嵌入馈电的SSMA同轴连接 器,标准SSMA法兰盘尺寸大小是统一标准的,如果天线单元之间的距离过小,SSMA无法正 常连接,则阵元就无法馈电,阵列天线无法使用。

【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种基于交错馈电底座的宽带vivaldi阵列天 线,以解决现有技术双极化天线SSM无法正常连接的问题。
[0005] 为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为: 一种基于交错馈电底座的宽带vivaldi阵列天线,其特征在于:包括有底座,底座上插 接有多个X向天线单元,以X向作为行向,多个X向天线单元呈行列阵列排列构成X向天线 单元阵列,且X向天线单元阵列中相邻两列之间有间隙,底座上位于X向天线单元阵列中相 邻两列之间还分别插接有Y向天线单元阵列,每个Y向天线单元阵列由多个共用同一微波 基板的多个Y向天线单元构成,所述X向天线单元、Y向天线单元下端分别从底座底面中穿 出,且Y向天线单元下端向下超过X向天线单元。
[0006] 所述的一种基于交错馈电底座的宽带vivaldi阵列天线,其特征在于:所述X向天 线单元阵列中,X向天线单元包括竖向的微波基板,微波基板正面设有金属辐射面,金属辐 射面中设有喇叭形的辐射开口,且辐射开口的喇叭形口部设置在微波基板正面上端,辐射 开口的喇叭形根部设置在微波基板正面下部,且金属辐射面上设有与辐射开口喇叭形根部 连通的槽线过渡,槽线的圆形开口用于电容性匹配,每个微波基板下端分别穿过底座底面, 且每个微波基板下端分别连接有SSM同轴连接器,每个微波基板背面分别设置有金属微 带线,金属微带线一端向下延伸至微波基板背面下端并与SSM同轴连接器连接,金属微带 线另一端延伸至微波基板背面对应槽线过渡与辐射开口连接处位置,且金属微带线另一端 连接有扇形匹配阻抗; 所述Y向天线单元阵列包括共用的微波基板,微波基板正面设有多个相同的金属辐 射面,每个金属辐射面中分别设有喇叭形的辐射开口,各个辐射开口的喇叭形口部分别设 置在微波基板正面上端,各个辐射开口的喇叭形根部分别设置在微波基板正面下部,且每 个金属辐射面上分别设有与辐射开口喇叭形根部连通的槽线过渡,微波基板下端穿过底座 底面并向下超过X向天线单元阵列微波基板下端,且微波基板下端对应各个金属辐射面底 部位置分别连接有SSM同轴连接器,微波基板背面对应各个金属辐射面分别设置有金属 微带线,金属微带线一端分别向下延伸至微波基板背面下端并与位置对应的SSM同轴连 接器连接,金属微带线另一端分别延伸至微波基板背面对应槽线过渡与辐射开口连接处位 置,且金属微带线另一端分别连接有扇形匹配阻抗,由共用的微波基板与各个金属辐射面、 辐射开口、槽线过渡、金属微带线、SSM同轴连接器、扇形匹配阻抗构成各个Y向天线单元。
[0007] 本发明在兼顾阵元结构,波长和应用带宽的基础上,考虑了双极化阵列天线的组 阵特点,缩小了阵列天线阵元之间的间距,很好的利用了 X和Y方向不同极化方式的馈电特 点,X方向馈电相对于Y方向缩短一部分,方便了阵元使用的SSM同轴连接进行馈电。使得 阵列天线的组阵频率覆盖12GHz-24GHz,12GHz扫描范围为±45°,24GHz扫描范围为±30°, 并且无栅瓣产生。全频段驻波小于1.3。
[0008] 本发明X和Y方向交错排布的的SSM同轴连接进行组阵馈电,与现有技术相比, 装配简单、性能可靠、可有效解决波长和阵元间距之间的矛盾,实现了大带宽、防栅瓣的三 维阵列天线组阵结构。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明结构示意图。
[0010] 图2为本发明X向天线单元结构正视图。
[0011] 图3为本发明X向天线单元结构背视图。
[0012] 图4为本发明Y向天线单元阵列结构正视图。
[0013] 图5为本发明Y向天线单元结构背视图。
[0014] 图6为本发明天线单元结构正透视图。
[0015] 图7为本发明底座结构图。
【具体实施方式】
[0016] 参见图1-图7所示,一种基于交错馈电底座的宽带vivaldi阵列天线,包括有底 座10,底座10上插接有多个X向天线单元1,以X向作为行向,多个X向天线单元1呈行列 阵列排列构成X向天线单元阵列,且X向天线单元阵列中相邻两列之间有间隙,底座10上 位于X向天线单元阵列中相邻两列之间还分别插接有Y向天线单元阵列2,每个Y向天线单 元阵列2由多个共用同一微波基板的多个Y向天线单元构成,X向天线单元1、Y向天线单 元下端分别从底座10底面中穿出,且Y向天线单元下端向下超过X向天线单元1。
[0017] X向天线单元阵列中,X向天线单元1包括竖向的微波基板3,微波基板3正面设 有金属辐射面4,金属辐射面4中设有喇叭形的辐射开口 5,且辐射开口 5的喇叭形口部设 置在微波基板3正面上端,辐射开口 5的喇叭形根部设置在微波基板3正面下部,且金属辐 射面4上设有与辐射开口 5喇叭形根部连通的圆口型的槽线过渡9,每个微波基板3下端 分别穿过底座10底面,且每个微波基板3下端分别连接有SSM同轴连接器6,每个微波基 板3背面分别设置有金属微带线7,金属微带线7 -端向下延伸至微波基板3背面下端并与 SSM同轴连接器6连接,金属微带线7另一端延伸至
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