和2之间。
[0044]两套双层平面微带天线阵I和2为同样的结构，现对第一双层平面微带天线阵I作具体描述。
[0045]第一双层平面微带天线阵I包括上层微带天线阵面11，工字型的支撑泡沫12，下层微带天线阵面13，接地板14 ;该支撑泡沫12位于该上层微带天线阵面11和下层微带天线阵面13之间；该接地板14位于该下层微带天线阵面13和金属框架4之间。
[0046]如图4、图5所示，第一双层平面微带天线阵I包括42列线阵，每列线阵包括12个导电矩形贴片组。该上层微带天线阵面11和下层微带天线阵面13的相对面上，均对应设有沿水平方向42个、竖直方向12个的若干等距离排列的导电矩形贴片，且每一组上下对应的两个导电矩形贴片形成一个导电矩形贴片组，共42组，且沿水平方向42组、竖直方向12组的等距离排列布置。
[0047]如图4、图5所示，上层微带天线阵面11下表面的其中一个导电矩形贴片111，下层微带天线阵面13上表面的其中一个导电矩形贴片131，且导电矩形贴片131与111位置对应，即形成一个导电矩形贴片组。且下层微带天线阵面13的所有导电矩形贴片采用微带线的非辐射边馈电方式。
[0048]上层微带天线阵面11或下层阵列面13的导电矩形贴片之间的水平方向间距根据天线阵理论设计公式，取为10.2mm;导电矩形贴片竖直方向间距采用均匀加权方式组阵，间距取为14.8mm。导电矩形贴片宽度为5.08mm,仅为0.28 λ 0,长度为6.28mm，仅为0.345 Aci，便于宽角扫描时的导电矩形贴片组阵布线。上层微带天线阵面11和下层微带天线阵面13采用厚度为0.254mm、相对介电常数2.92的RT6002介质基板。支撑泡沫13型号R0HACELL-HF51，厚度为1.7mm。该双天线的阵面尺寸，长为429mm，宽为161mm。
[0049]如图3所示，该金属框架4的表面设有两条平行的第一波导馈线41和第二波导馈线42，该两个波导馈线41和42是由在该金属框架4上开设通孔而成，该通孔呈连续的U型曲线状，共包含42个U型弯曲波导，每个U型弯曲波导半径为8.5mm ;根据系统工作频段，两个波导馈线41和42的腔体截面尺寸按标准的BJ180波导尺寸加工:高12.95mm，宽6.48mm,且每个U型长度100mm。
[0050]第一波导馈线41的两个端口分别焊接宽带低损耗同轴波导变换411和412，第二波导馈线42的两个端口分别焊接宽带低损耗同轴波导变换421和422，宽带低损耗同轴波导变换411、412、421、422均为同宽的三层台阶状结构，宽度为6_，接口形式为标准的SAM接口，该三层台阶状结构从低层到高层分为三个部分，其尺寸分别为:第一部分，长4.9mm,宽1_ ;第二部分，长4.8mm,宽2.1mm ;第三部分，长5_，宽3.2_。
[0051]加装在两套双层平面微带天线阵I和2之间的金属隔离条4结构件整体高度23.4mm0
[0052]如图6所示，为使工程实现尽量接近理论设计，从而实现低副瓣性能:①设计了宽带低损耗同轴波导变换，并加工样件进行安装测试，得到理想结果；?设计加工了波导馈线并测出波导损耗，在考虑波导损耗的基础上优化了波导馈线41与接地板14的42个耦合缝隙长度，现以图中一个耦合缝隙141为例，该长度该耦合缝隙141长度范围为5.7mm?9mm，且沿竖直方向倾斜角度范围为22°?58.8°，
[0053]金属框架4既作为整个双天线系统的结构件，又作为两个波导馈线41、42，宽带同轴波导变换411、412、421、422，金属隔离条3等电讯件载体，这些部件可以一次加工成型。
[0054]参见图7，天线S11参数随频率变化的曲线。除因频扫天线馈线在中心频率附近叠加造成反射点外，在15.7GHz到17.2GHz内，Sll彡_15dB。
[0055]参见图8，本实施例天线水平方向-40°、0°、+40°三个方向上的方向图曲线，最高副瓣分别为-22.4dB、-28.9dB、-26.7dB。
[0056]参见图9，为该双天线的隔离度曲线，工作频带内低于-56dB。
[0057]该天线为频率扫描双天线，整体重量小于2.2公斤，扫描副瓣低于-22.4dB，能实现方位面超过+40°的扫描范围，可广泛应用于侦察与监控领域。
【主权项】
1.一种紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:包括两套平齐的双层平面微带天线阵，金属隔离条，金属框架； 该金属隔离条位于该金属框架的表面，并位于两套双层平面微带天线阵之间； 每套双层平面微带天线阵包括上层微带天线阵面，支撑泡沫，下层微带天线阵面，接地板；该支撑泡沫位于该上、下两层微带天线阵面之间；该接地板位于该下层微带天线阵面和金属框架之间； 该上、下两层微带天线阵面的相对面上均设有若干对应的导电矩形贴片，且每一组上下对应的导电矩形贴片形成一个导电矩形贴片组，且下层微带天线阵面的导电矩形贴片采用微带线的非辐射边馈电方式； 该金属框架的表面设有两条波导馈线，两条波导馈线端口分别相连有四个宽带低损耗同轴波导变换。
2.如权利要求1所述的紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:该上层微带天线阵面、该支撑泡沫、该下层微带天线阵面、该接地板、该金属框架之间均采用导电性胶膜连接。
3.如权利要求1所述的紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:该紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线的工作波段为波长17.14?19.35_的Ku波段，中心频率λ。波长为18.18mm。
4.如权利要求1所述的紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:该波导馈线是由在该金属框架上开设曲线状通孔而成；该宽带低损耗同轴波导变换焊接在该波导馈线的端口。
5.如权利要求1所述的紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:每套双层平面微带天线阵包括42列线阵，每列线阵包括12个导电矩形贴片组。
6.如权利要求1所述的紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:该上、下两层微带天线阵面均采用厚度为0.254mm，相对介电常数为2.92的介质基板。
7.如权利要求1所述的紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:该支撑泡沫呈工字型。
8.如权利要求1所述的紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:每个波导馈线呈连续的U型状，并包含42个U型弯曲波导。
9.如权利要求1所述的紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:该接地板上开设有若干与该波导馈线耦合的缝隙长度，其长度范围为5.7?9_，沿竖直方向倾斜角度范围为22°?58.8°。
10.如权利要求1所述的紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，其特征在于:该金属隔离条位于该金属框架的正中心；两条波导馈线分别平行位于该金属隔离条的两边。
【专利摘要】本发明公开一种紧凑型高隔离度低副瓣宽角电扫描收发双天线，包括两套平齐的双层平面微带天线阵，金属隔离条，金属框架；该金属隔离条位于该金属框架的表面，并位于两套双层平面微带天线阵之间；每套双层平面微带天线阵包括上层微带天线阵面，支撑泡沫，下层微带天线阵面，接地板；该支撑泡沫位于该上、下两层微带天线阵面之间；该接地板位于该下层微带天线阵面和金属框架之间；该上、下两层微带天线阵面的相对面上均设有若干对应的导电矩形贴片，且每一组上下对应的导电矩形贴片形成一个导电矩形贴片组，且下层微带天线阵的导电矩形贴片采用微带线的非辐射边馈电方式。本发明的效果：结构紧凑、隔离度高、重量轻、可电扫描等优点。
【IPC分类】H01Q21-00, H01Q1-38
【公开号】CN104767037
【申请号】CN201510169363
【发明人】宋小弟, 汪伟, 吴瑞荣, 卢晓鹏, 张智慧
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月10日