到120°以上，同时，寄生柱放在振子天线之间会起到隔离的作用。金属反射板3，宽度为中心频率波长的2.4?2.6倍，长度为中心频率波长的3.1?3.4倍，金属反射板3到振子单元I顶端的距离为中心频率波长的0.25-0.35倍。振子单元的正面向下倾斜部分为振子臂，中间部分为微带巴伦，底部横条为振子单元与L型件的焊接部。L型件5的高度为20mm。所述振子单元I用铆钉固定在L型件5上，L型件5采用铆钉固定在金属反射板3上。
[0033]参见图3，小环检测天线馈电端通过两个金属化过孔连接到正面的振子臂I上，在正面振子臂I上有一个小金属焊盘，焊盘周围的一圈金属蚀刻掉，以此来与振子臂绝缘，焊盘上有一个与背面小环检测天线相连的金属化过孔、焊盘之外的天线臂上也有同样的金属化过孔与小环检测天线相连，焊盘上的金属化过孔连接同轴线的芯线，振子臂上的金属化过孔连接同轴线外皮。同轴线的外皮一直沿着振子单元表面向下焊接至金属反射板附近，再通过射频接头连接到金属反射板上。通过计算小环检测天线的输出数据，即可得到振子臂上的电流分布，进而通过远场计算得到振子天线的远场方向图，对方向图数据进行分析，即可判定振子天线是否工作正常，实现监控。
[0034]参见图4-7，阵列中心振子单元的驻波在设计频段VSWR < 1.35 ;阵列中心单元在中心频率E面、H面方向图的半功率波束宽度分别为133°和117°，这就能够保证±60°扫描范围内无扫描盲点；阵列中心单元上蚀刻的检测小环天线在匹配状态下的VSffR ( 1.3，检测小环天线与阵列中心单元之间的互耦约为-55dB。
[0035]本天线为相控阵天线，为保证阵列天线和检测小环天线的正常使用，需要对振子单元和检测小环进行初始校准。这一过程需要配置一种屏蔽环探头，通过探头检测每一个单元上电流的初始幅度和相位(存在加工误差和材料的公差，即使给相同的馈电模式，每个单元辐射端电流的初始幅度、相位也都不一样)，根据探头检测到的数据，通过后端馈电设备的调整，以阵列中心单元为基准，使每个单元辐射端的幅度和相位一致，这就完成的了对振子天线的校准；之后，在前一步校准的基础上，再通过检测环天线检测振子天线上的电流，检测数据同样是存在误差的，由于振子天线的辐射已经调成等副同相状态，所以将数据中的误差输入到检测小环天线后端的处理程序中，作为初始值进行归零，这样程序再处理检测小环天线输出的数据就是一致的，也即完成了检测小环天线的校准，然后整个阵列天线即可正常进行扫描使用和实时监控。阵列校准过之后，以后使用不需再进行校准，如果阵列更换单元，则需要重新进行校准。本天线扫描工作时，通过对每个单元馈电相位的控制实现扫描功能一一以某一个单元为基准，相邻单元间依次相差固定差值的相位差。
[0036]本实用新型采用特殊的三角形阵列结构，再通过对天线单元的寄生结构以及检测环天线的巧妙设计，使其具有宽频带，宽波束，高隔离，宽扫描范围，带内无扫描盲点等优越的电气性能，天线的结构简便，重量轻巧，制造方便，易于进行大型雷达天线阵列的生产和实验。
【主权项】
1.一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，包括金属反射板(3)，所述金属反射板(3)上设置有若干排L型支撑件(5)，所述支撑件(5)上设置有若干寄生柱(2)，相邻两寄生柱(2)之间设置有振子单元(I)，所述振子单元⑴按三角形阵列排布。
2.根据权利要求1所述的一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，所述振子单元(I)正面为两臂下折的微带对称振子，所述振子长度为中心频率波长的0.4?0.5倍，宽度为中心频率波长的0.1?0.2倍，下折角度为30°。
3.根据权利要求2所述的一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，所述微带对称振子采用FR4型双面覆铜介质板，介电常数ε r= 4.4，介质损耗角正切tan δ=0.02，介质板厚度2mm，介质板双面覆着铜箔的厚度为36 μ m?
4.根据权利要求1或2所述的一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，所述振子单元(I)背面设置有用于耦合馈电的渐变巴伦，所述渐变巴伦包括渐变匹配部分和耦合馈电部分，渐变匹配部分呈梯形，底部宽度为中心频率波长的0.02?0.03倍，顶部宽度为中心频率波长的0.01?0.02倍，渐变部分长度为中心频率波长的0.15?0.20倍；耦合馈电部分呈倒U型，U型部分宽度一致为中心频率波长的0.01?0.02倍，总长度为中心频率波长的0.36?0.38倍。
5.根据权利要求1所述的一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，所述振子单元(I)背面对称设置有检测小环天线(4)，所述检测小环天线(4)通过同轴线与振子单元⑴连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，所述检测小环天线(4)为微带形式，其蚀刻于振子单元(I)两臂的背面，小环周长约为中心频率波长的0.1倍。
7.根据权利要求5所述的一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，所述检测小环天线(4)的输出端分别串接高阻电阻(6)，再与匹配电阻(7)并接，然后与阵子天线(I)连接，所述高阻电阻(6)的阻值为470 Ω?520 Ω，所述匹配电阻(7)的阻值为47 ?55Ω 0
8.根据权利要求1所述的一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，所述振子单元(I)按三角形阵列排布，平行阵子方向阵间距为中心频率波长的0.5?0.6倍，垂直振子方向阵间距为中心频率波长的0.4?0.5倍。
9.根据权利要求1所述的一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，所述寄生柱(2)为矩形金属柱，高度为中心频率波长的0.2?0.3倍，垂直于振子单元(I)面方向的宽度为中心频率波长的0.06?0.08倍，所述寄生柱(2)距相邻振子单元(I)中心间距为中心频率波长的0.5?0.6倍。
10.根据权利要求1所述的一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，其特征在于，所述的金属反射板(3)，宽度为中心频率波长的2.4?2.6倍，长度为中心频率波长的.3.1?3.4倍，金属反射板(3)到振子单元(I)顶端的距离为中心频率波长的0.25-.0.35倍。
【专利摘要】本实用新型属于雷达天线技术领域，具体涉及一种用于L波段宽角扫描的相控阵雷达天线，包括金属反射板，所述金属反射板上设置有若干排L型支撑件，所述支撑件上设置有若干寄生柱，相邻两寄生柱之间设置有振子单元，所述振子单元按三角形阵列排布。本实用新型特殊的三角形阵列结构，再通过对天线单元的寄生结构以及检测环天线的巧妙设计，使其具有宽频带，宽波束，高隔离，宽扫描范围，带内无扫描盲点等优越的电气性能，天线的结构简便，重量轻巧，制造方便，易于进行大型雷达天线阵列的生产和实验。
【IPC分类】H01Q1-50, H01Q21-28, H01Q7-04, H01Q1-36
【公开号】CN204361287
【申请号】CN201420826387
【发明人】张喆, 王亚亮, 任辉, 马玉新
【申请人】陕西特恩电子科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月23日