强耦合宽带馈源阵列的制作方法

文档序号:9165730
强耦合宽带馈源阵列的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通信、测控领域中的一种强耦合宽带馈源阵列,本实用新型较适合应用于抛物柱面天线的馈源来使用,可实现宽频带、高增益、宽角扫描的技术指标,适用于宽带无线通信系统中。
【背景技术】
[0002]目前在通信、测控系统中对宽带可扫描的天线系统需求越来越迫切,可以实现宽带性能天线种类繁多,但实现宽带波束扫描的辐射单元报道较少,归纳起来主要有以下几种结构形式,在性能上虽各有特点,但均存在某种不足。
[0003]1、Vivaldi印刷天线天线单元:该形式天线结构简单,加工精度高,可实现几个倍频的带宽,波束宽度较窄、结构可靠性差,无法作为柱面天线的馈源使用,工程实用性较差。
[0004]2、封闭型脊喇叭天线,该形式天线驻波、方向图带宽较宽通常可实现几个倍频设计,通常用作宽带标校喇叭天线来使用。由于喇叭开口尺寸较大,无法满足作为相控阵天线小间距组阵的要求,作为宽带相控阵天线单元有一定的局限性,特别是在工作频段较高时,馈电的空间较小,实现馈电难度较大。
[0005]3、伞形印刷天线:该形式天线形式可实现40%左右的带宽,可作为相控阵扫描的辐射单元,但无法满足倍频的带宽。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于避免上述【背景技术】中的不足之处而提供一种强耦合宽带馈源阵列,本实用新型特点是,作为柱面天线的馈源使用,具有宽带驻波、宽带辐射特性,结构紧凑、馈电简单,损耗低,可实现馈电与福射单元一体化设计。
[0007]本实用新型是这样实现的:一种强耦合宽带馈源阵列,包括角反射器1、强耦合线阵2和脊腔3,角反射器I的底端与脊腔3的顶端相连接,强耦合线阵2的底端固定在脊腔3的底板上,其特征在于:所述的强親合线阵2包括多个金属Vivaldi天线单元4,每个金属Vivaldi天线单元4由左脊片和右脊片组成,在左脊片的下部设置有与左脊片一体成型的馈电内导体,在右脊片内开设有供馈电内导体穿过的腔体,馈电内导体与腔体为同心设置且与腔体内壁之间留有间隙。
[0008]其中,角反射器I的两个反射板位于强耦合线阵2的两侧。
[0009]其中,在左脊片和右脊片之间的底部设置有反射腔5。
[0010]本实用新型的技术比较有如下优点:
[0011]1、本实用新型设置了强耦合宽带馈源阵列I部件,该强耦合宽带馈源阵列由角反射器1、强耦合线阵2、脊腔3三部分构成,能在宽频带内实现对抛物柱面的照射,获得高增益窄波束的辐射方向图,紧密型排列的强耦合阵列可实现6?7个倍频驻波小于2,宽角度扫描可实现±45°。
[0012]2、本实用新型整个天线结构简单、紧凑,与其他Vivaldi印刷天线比较,减小了天线的介质损耗,同时天线的馈电实现了一体化设计,克服了空间狭小的技术难题,该天线解决了超宽带天线扫描的技术难题。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型三维结构示意图。
[0014]图2是本实用新型天线结构的侧视图。
[0015]图3是本实用新型天线强耦合线阵结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]参照图1、图2和图3,一种强耦合宽带馈源阵列,包括角反射器1、强耦合线阵2和脊腔3,角反射器I的底端与脊腔3的顶端相连接,强耦合线阵2的底端固定在脊腔3的底板上,所述的强親合线阵2包括多个金属Vivaldi天线单元4,每个金属Vivaldi天线单元4由左脊片和右脊片组成,在左脊片的下部设置有与左脊片一体成型的馈电内导体,在右脊片内开设有供馈电内导体穿过的腔体,馈电内导体与腔体为同心设置且与腔体内壁之间留有间隙。角反射器I的两个反射板位于强耦合线阵2的两侧。在左脊片和右脊片之间的底部设置有反射腔5。
[0017]本实用新型中,背腔3的作用是提供信号短路面,同时作为反射器I和强耦合线阵2的支撑体;紧密排列的金属Vivaldi天线单元4,单元脊遵循指数函数曲线形式,克服了传统半波阵子天线的辐射激励,即小于辐射单元半波长的前提下,更为重要的是,小间距排列满足了相控阵天线对单元间距的苛刻要求,在宽带扫描系统中,这一点尤为重要。天线单元采用空气介质填充的方型同轴6馈电,这一设计的好处可是馈电与辐射体实现一体化加工设计,一方面保证了馈电的可靠性、一致性,另一方面避免了人工焊接带来的误差,以及不一致性,同时又实现了信号的低损耗传输;椭圆型反射腔5保证了天线单元的宽频带匹配特性,外形结构简单,可以辐射单元一体化加工设计;角反射器I的作用是控制天线线阵H面辐射方向图的波束宽度,保证了对抛物面的最佳照射。三部分结构采用分体加工后再组装为一个天线,这样保证了天线的低成本设计。
[0018]本实用新型工作原理如下:当发射信号时,方型同轴6接发射机发射信号,激励每个金属Vivaldi天线单元4,并辐射到自由空间,并在空间信号功率合成,当发射机置不同的相位组合时,空间便形成不同指向的波束。天线的接收和发射为互易过程,电磁信号在每个金属Vivaldi天线单元4上激励器电流,并由方型同轴6提取信号,进入到功分网络后输出到外接接收机。
【主权项】
1.一种强耦合宽带馈源阵列,包括角反射器(I)、强耦合线阵(2)和脊腔(3),角反射器(I)的底端与脊腔⑶的顶端相连接,强耦合线阵⑵的底端固定在脊腔⑶的底板上,其特征在于:所述的强親合线阵(2)包括多个金属Vivaldi天线单元(4),每个金属Vivaldi天线单元(4)由左脊片和右脊片组成,在左脊片的下部设置有与左脊片一体成型的馈电内导体,在右脊片内开设有供馈电内导体穿过的腔体,馈电内导体与腔体为同心设置且与腔体内壁之间留有间隙。2.根据权利要求1所述的一种强耦合宽带馈源阵列,其特征在于:角反射器(I)的两个反射板位于强耦合线阵(2)的两侧。3.根据权利要求1所述的一种强耦合宽带馈源阵列,其特征在于:在左脊片和右脊片之间的底部设置有反射腔(5)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种强耦合宽带馈源阵列天线,它涉及通信、测控领域中馈源阵列天线装置。它由角反射器1、强耦合线阵2、脊腔3三部分组成。它采用根据通信、测控对宽频带、波束扫描技术要求设计的具有驻波带宽宽、宽角扫描,高增益馈源结构,本实用新型还具有加工简单、馈线与辐射单元一体化的特点,本实用新型特别适用于通信、测控系统中高增益宽带、宽角扫描天线的制造。
【IPC分类】H01Q15/18
【公开号】CN204834888
【申请号】CN201520600516
【发明人】宋长宏, 路志勇, 邓智勇, 李振生, 周建寨, 赵航
【申请人】中国电子科技集团公司第五十四研究所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月11日
再多了解一些
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