高增益波束赋形共形阵列天线的制作方法

本实用新型涉及阵列天线设计技术，具体涉及一种高增益波束赋形共形阵列天线。

背景技术：

随着现代通信技术的迅猛发展，遥感、遥测、通信领域对天线的可共形性，波束赋形等方面提出了越来越高的要求。天线的可共形性是指天线可作为一个非平面与特定物体形状共形的特性，通常会作为飞行器等高速运动物体表面的一部分，安装在平滑弯曲的表面或集成在物体之中。波束赋形是一种基于天线阵列的信号预处理技术，通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束，从而能过获得明显的阵列增益。由于波束赋形技术在扩大覆盖范围改善边缘吞吐量以及干扰抑制等方面都有很大的优势，易于飞行器载体共形、体积小及重量轻的高增益波束赋形阵列天线成为研究焦点。

传统的波束赋形天线，天线主波束140°空域内由于零深分布(零点增益小于-12dBi)，幅度和相位变化剧烈，波束赋形需要多个单元天线，赋形网络需要额外电路(通常由功率分配器、移相器及控制电路等组成)实现幅度和相位控制。其设计复杂度高，体积和重量较大，不易与飞行器载体共形。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种高增益波束赋形共形阵列天线，解决传统技术中波束赋形需要多个阵列单元、赋形网络复杂、设计复杂、体积和重量大，不易小型化共形设计的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

高增益波束赋形共形阵列天线，包括：飞行器载体、波束赋形网络层、固化片层、辐射贴片层、天线罩；所述波束赋形网络层设置在飞行器载体外表面，辐射贴片层和波束赋形网络层通过固化片层高温压接在一起；天线罩设置在辐射贴片的外侧。

作为进一步优化，所述飞行器载体、波束赋形网络层、固化片层、辐射贴片层与天线罩各层之间采用不等间距环形布阵。

作为进一步优化，所述波束赋形网络层采用微带电路实现幅度和相位控制。

作为进一步优化，所述辐射贴片层上包括S波段天线和L波段天线，所述S波段天线和L波段天线沿飞行器表面切线方向共面垂直布局。

本实用新型的有益效果是：

(1)优化阵列组成及分布，采用不等间距环形阵列分布方式可以有效减小天线阵列规模；

(2)波束赋形网络结构简单，减少额外电路的使用，从而降低天线构成复杂度；

(3)阵列天线体积小，重量轻，易与载体共形，减少飞行器负荷，利于提升整机性能；

(4)在辐射贴片层上，L波段和S波段天线沿飞行器表面切向方向共面垂直布局，馈电方式为电磁耦合激励，可拓展天线工作带宽，同时波束赋形网络层与辐射贴片层分离，减小辐射贴片和传输线之间的电磁耦合；

(5)采用微带电路实现幅度和相位控制，L波段和S波段天线采用不同的波束赋形网络，提高主波束140°宽角区域增益，同时提高L波段和S波段天线端口隔离度。

附图说明

图1为实施例中的高增益波束赋形共形阵列天线结构示意图；

图2为实施例中的高增益波束赋形共形阵列天线拆分结构示意图。

具体实施方式

本实用新型旨在提出一种高增益波束赋形共形阵列天线，解决传统技术中波束赋形需要多个阵列单元、赋形网络复杂、设计复杂、体积和重量大，不易小型化共形设计的问题。

下面结合附图及实施例对本实用新型的方案作进一步的描述：

实施例：

本实施例中的高增益波束赋形共形阵列天线如图1和图2所示，天线由五部分构成：飞行器载体1、波束赋形网络层2，固化片层3，辐射贴片层4，天线罩5；波束赋形网络层2安装在飞行器载体1外表面，辐射贴片层4和波束赋形网络层2通过固化片层3高温压接在一起。天线罩5安装在辐射贴片4外侧，保护天线。射频信号通过波束赋形网络2实现幅度和相位控制，激励辐射贴片层4的单元天线，实现主波束宽角空域的波束赋形。

在本实施例中，天线单元利用不等间距环形布阵，阵列规模4元(方位向)×1元(距离向)，有效减小天线阵列规模；

波束赋形网络采用阻抗匹配技术实现功率幅度控制，传输线技术实现相位控制，利用微带电路实现幅度和相位一体化设计，而非采用传统技术中的功分器、移相器和控制器等分离元件实现幅相控制，进而降低天线构成复杂度；

L波段和S波段天线沿飞行器表面切线方向共面垂直布局，馈电方式为电磁耦合激励，可拓展天线工作带宽，同时波束赋形网络层与辐射贴片层分离，减小辐射贴片和传输线之间的电磁耦合。L波段和S波段天线采用不同的波束赋形网络，提高主波束140°宽角区域增益，增益大于-3dBi；同时，经过优化的L波段和S波段天线布局，端口隔离度高(经过实测，大于35dB)，从而减小不同频段天线的干扰。

需要指出的是，本说明书并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。