一种幅度加权微带天线及其构成的阵列天线的制作方法

本实用新型涉及微带天线技术领域，尤其是一种幅度加权微带天线及其构成的阵列天线。

背景技术：

阵列天线是一类由不少于两个天线单元规则或随机排列并通过适当激励获得预定辐射特性的特殊天线。按照单元排列方式可分为线阵和面阵，由于其具有剖面薄、体积小、重量轻、造价低廉、便于集成等优点，微带天线及其阵列已经被广泛应用于各种无线通信及雷达系统中。在现代无线电设备，不管是通讯、雷达、导航、微波着陆、干扰和抗干扰等系统的应用中，越来越多地采用阵列天线。

阵列天线是根据电磁波在空间相互干涉的原理，把具有相同结构、相同尺寸的某种基本天线按一定规律排列在一起组成的。随着各项技术的发展，阵列天线要求实现低副瓣和极低副瓣的目的也越来越强，而传统的幅度加权需要TR控制每个通道的幅度，且需要足够多的通道才能实现低副瓣的要求，使得生产投入成本增加，以及阵列天线的结构更为复杂，不便于安装调试。

因此，有必要对幅度加权微带天线进行改进，在满足通信功能的同时，减少有源通道数量，降低生产成本，提供便捷的安装调试以及后期维护等有利条件。

技术实现要素：

针对上述不足之处，本实用新型的目的在于提供一种幅度加权微带天线及其构成的阵列天线，主要解决现有技术中存在的结构复杂，增加生产成本，不便于安装调试等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种幅度加权微带天线，包括互相贴合的辐射层和馈电层，以及与馈电层连接、用于外接通信信号的SMP连接器；所述辐射层)包括由上至下依次层叠的第一介质层、第二介质层和第三介质层；所述馈电层包括由上至下依次层叠的上层金属层、上层介质层、中层金属层、下层介质层和下层金属层；所述第三介质层内设有上下贯通于该第三介质层并且均匀间隔分布的四个空气槽，该空气槽与第二介质层和上层金属层共同构成四个空气腔；每一所述空气槽顶部、第二介质层下表面设置有第二辐射贴片；所述第二介质层上表面设置与第二辐射贴片相对的耦合贴片；所述第一介质层上表面设置与耦合贴片相对的第一辐射贴片；所述上层金属层上开设与空气腔位置对应的工字型缝；所述中层金属层内设有与工字型缝匹配且呈U形带状线的四个功分器；所述功分器与SMP连接器之间采用T形节连接。其中，功分器为一分四非类型。

具体地，所述任意空气槽四周由数个规律排布并且围绕该空气槽至少两周的金属化屏蔽地孔，并由金属化屏蔽地孔和空气槽共同构成辐射屏蔽区域。所述金属化屏蔽地孔分别贯穿于第一介质层、第二介质层和第三介质层并接地。

进一步地，所述上层介质层内开设有与工字型缝、功分器和T形节组合的形状、位置均匹配的腔体。

进一步地，所述腔体四周由数个规律排布并且围绕该腔体的金属化馈电地孔，该金属化馈电地孔上下贯穿连接上层金属层至下层金属层，并接地。

优选地，所述空气槽、第一辐射贴片、耦合贴片、第二辐射贴片、腔体均为矩形状。

进一步地，所述T形节包括输入端与SMP连接器连接的第一T形节，以及输入端分别与第一T形节输出端连接的两个第二T形节；所述第二T形节的输出端与功分器连接。

进一步地，所述第三介质层与上层金属层之间采用导电胶粘合。

本实用新型还提供一种幅度加权微带阵列天线，由数个幅度加权微带天线按平面阵列排布构成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型巧妙的利用带状线一分四非等功分器将4个独立的微带贴片天线组成一个可幅度加权的阵列天线单元。在保证同等的无源天线的增益及波束宽的的情况下，也节约了有源通道数量，大大降低了阵列天线的成本。另外，采用工字缝耦合馈电方式，有利于将功分器的整体连接，达到整体馈电。不仅如此，通过调节功分器带状线的宽度，以改变一分四非等功分器的功分比，达到不同的幅度加权效果，可实现天线阵列的低副瓣要求。进一步地，辐射贴片周围设有屏蔽区域，对天线之间的互耦有良好改善。综上所述，本实用新型具有结构简单、降低生产成本、馈电性能优良、副瓣电压低等优点，在微带天线技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的右视图。

图3为馈电层的主视图。

图4为本实用新型中阵列天线结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-辐射层，2-馈电层，3-SMP连接器，4-空气槽，5-工字型缝，6-功分器，7-第一辐射贴片，8-金属化屏蔽地孔，9-金属化馈电地孔，10-耦合贴片，11-第二辐射贴片，12-第一介质层，13-第二介质层，14-第三介质层，15-上层金属层，16-上层介质层，17-中层金属层，18-下层介质层，19-下层金属层，20-第一T形节，21-腔体，22-第二T形节。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图4所示，本实用新型提供一种幅度加权微带天线及由其构成的阵列天线，目的在于减少有源通道数量，降低生产成本，该天线主要包括互相贴合的辐射层1和馈电层2，以及与馈电层连接、用于外接通信信号的SMP连接器3。

其中，辐射层1包括由上至下依次层叠的第一介质层12、第二介质层13和第三介质层14，在第三介质层14内设有上下贯通于该第三介质层并且均匀间隔分布的四个空气槽4，该空气槽与第二介质层13和上层金属层15共同构成四个空气腔。每一所述空气槽4顶部、第二介质层13下表面设置有第二辐射贴片11，在第二介质层13上表面设置与第二辐射贴片11相对的耦合贴片10，在第一介质层12上表面设置与耦合贴片10相对的第一辐射贴片7。任意空气槽4四周均由数个规律排布并且围绕该空气槽4至少两周的金属化屏蔽地孔8，并由金属化屏蔽地孔8和空气槽4共同构成辐射屏蔽区域。金属化屏蔽地孔8分别贯穿于第一介质层12、第二介质层13和第三介质层14并接地。

该馈电层2包括由上至下依次层叠的上层金属层15、上层介质层16、中层金属层17、下层介质层18和下层金属层19，在上层金属层15上开设与空气腔位置对应的工字型缝5，在中层金属层17内设有与工字型缝5匹配且呈U形带状线的四个功分器6，在功分器6与SMP连接器3之间采用T形节连接。其中，T形节又包括输入端与SMP连接器3连接的第一T形节20，以及输入端分别与第一T形节20输出端连接的两个第二T形节22，第二T形节22的输出端与功分器6连接。本实用新型可通过调节第一T形节20和第二T形节22的线宽来调节不同的功分比，从而达到每个单元的幅度加权效果。其中，上层介质层16内开设有与工字型缝5、功分器6和T形节组合的形状、位置均匹配的腔体21。在腔体21四周由数个规律排布并且围绕该腔体21的金属化馈电地孔9，该金属化馈电地孔9上下贯穿连接上层金属层15至下层金属层19，并接地。空气槽4、第一辐射贴片7、耦合贴片10、第二辐射贴片11、腔体21均为矩形状。第三介质层14与上层金属层15之间采用导电胶粘合。上层金属层15和下层金属层19作为天线的地金属，工字型缝5的中部与L形带状线端部对应，由其中部缝大小决定天线辐射大小，而其两臂主要起阻抗匹配作用。

本实用新型还提供一种阵列天线，其由数个上述幅度加权微带天线按阵列排布构成。通过调节每个单元的馈电层的功分器的功分比可达到阵面的加权效果，从而实现低副瓣等要求。在使用时，通信信号经SMP连接器的同轴线与功分器的输入端连接，经过一分四的非等功分器输出到4个单元的L形带状线，再经工字型缝向上辐射，在传输过程中，金属化馈电地孔起到有效地屏蔽。利用空气槽内的空气介质，起到了降低辐射层介电常数、改善天线带宽的作用。而耦合贴片用于调节天线匹配及展宽带宽，最终由辐射贴片发出通信信号。综上所述，本实用新型实现天线单元集成化，并优化成一体的馈电网络单元，通过调整各单元的功分比，以满足不同幅度要求，与此同时，有效降低有源通道数量，节约生产投入成本。可以说，本实用新型具有实质性的特点和进步，在微带天线技术领域具有广阔的市场前景。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。