[發(fā)明專利]共形有源相控陣天線單元

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010100738.7
• 申請(qǐng)日: 2010-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN101800356A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段恒毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/28;H01Q13/10;H01Q21/00;H01Q13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種共形集成陣列天線單元，是一種具有與天線安裝環(huán)境共形 一體的有源集成陣列天線單元。

背景技術(shù)

目前，在一些先進(jìn)作戰(zhàn)飛機(jī)上，出于對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)性能和低RCS性能上的考慮， 往往會(huì)要求其上的天線外形結(jié)構(gòu)與安裝部位的飛機(jī)外形保持一致，這就是所謂 的共形天線。現(xiàn)代飛機(jī)上除了采用各種固定波束天線以外，還有一些波束可以 控制掃描的相控陣天線。相控陣天線分為有源和無源兩類。其中有源相控陣天 線一般是先將作為輻射器的天線陣元按照某種規(guī)則進(jìn)行空間位置排布，并在每 個(gè)天線陣元后面級(jí)聯(lián)具有收發(fā)電路的T/R組件，天線接收時(shí)，各天線陣元將收到 的信號(hào)送入其后的T/R組件進(jìn)行處理，然后再將T/R組件處理后的信號(hào)進(jìn)行合成， 完成天線陣列的波束合成。有源相控陣天線的發(fā)射過程與此相反。

現(xiàn)有技術(shù)中按照上述有源相控陣天線的設(shè)計(jì)方案，通常是將輻射天線單元 和收發(fā)T/R組件作為兩個(gè)獨(dú)立的部件在電氣上相互級(jí)聯(lián)，其物理形態(tài)上是相互分 立的。這種由相互獨(dú)立之輻射單元與T/R組件組成的陣列天線單元的不足之處在 于增大了整個(gè)天線的縱向尺寸，同時(shí)因單獨(dú)的T/R電路需要用專門的金屬屏蔽盒 體，也增加了設(shè)備的重量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種能夠了減小天線 體積和重量，結(jié)構(gòu)緊湊，占據(jù)空間小，能與天線安裝環(huán)境相適配的共形有源相 控陣天線單元。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明提供的一種共形有源相 控陣天線單元，包括，天線輻射體和有源收發(fā)T/R組件，其特征在于，所述的 天線輻射體具有一個(gè)結(jié)構(gòu)外形與飛機(jī)機(jī)翼外緣天線安放環(huán)境適配的金屬共形曲 面薄壁腔，所述收發(fā)T/R電路板安裝于作為天線輻射體的共形曲面薄壁腔的內(nèi) 部，在所述共形曲面薄壁腔的外緣輻射面上開有輻射縫，在輻射縫上固聯(lián)有連 接上述收發(fā)T/R電路的饋電機(jī)構(gòu)，T/R電路與接收機(jī)之間的所有信號(hào)交換端口和 供電接口均設(shè)置在上述天線輻射體后壁板上。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將天線輻射體與收發(fā)T/R組件一體化集成到與 天線在飛機(jī)安放部位環(huán)境適配的金屬共形曲面薄壁腔結(jié)構(gòu)的輻射體體內(nèi)。利用 能夠與天線安放環(huán)境結(jié)構(gòu)外形適配的金屬縫腔結(jié)構(gòu)體作為陣列天線有源輻射單 元，利用共形天線單元的腔體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將有源相控陣天線單元的收發(fā)T/R組件 電路，直接放置在輻射天線單元輻射體中空結(jié)構(gòu)的縫腔里，省去了T/R組件單獨(dú) 的占用空間和屏蔽盒，完成輻射天線單元與T/R組件的一體化集成，減小了整個(gè) 陣列天線單元的體積和重量。用該天線單元組成有源相控陣列，相應(yīng)的陣列天 線尺寸和重量也會(huì)隨之減小，使天線具有更好的適用性。

本發(fā)明將具有縫腔結(jié)構(gòu)的共形天線輻射體同時(shí)兼作有源相控陣天線單元所 需收發(fā)T/R電路的封裝盒，不僅使由該天線單元組成的有源相控陣天線便于嵌入 天線安裝部位的環(huán)境結(jié)構(gòu)體之中，并且由于收發(fā)T/R電路部分直接置于天線輻射 結(jié)構(gòu)體內(nèi)部而不單獨(dú)占用空間，減小了有源天線單元的尺寸和重量，使最終形 成的有源相控陣天線具有尺寸小，重量輕，制造成本低的特點(diǎn)。解決了目前技術(shù) 狀態(tài)下陣列天線輻射單元和收發(fā)T/R組件相互分離、占用空間大，結(jié)構(gòu)不緊湊， 制造成本高的問題。

本發(fā)明的集成了收發(fā)T/R電路的共形天線輻射單元，在結(jié)構(gòu)上便于多個(gè)這 樣的天線單元的陣列組合；作為輻射或外來電磁波接收主體的縫腔外形，滿足 天線自身結(jié)構(gòu)對(duì)所在安裝環(huán)境的，諸如空氣動(dòng)力學(xué)性能、低RCS性能等方面， 對(duì)天線的外形結(jié)構(gòu)要求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明專利共形集成陣列天線單元構(gòu)造示意圖。

具體實(shí)施方式

參閱圖1。圖1描述了本發(fā)明共形集成陣列天線單元的一個(gè)最佳實(shí)施例。它 包括，天線共形輻射體和收發(fā)T/R組件。收發(fā)T/R組件是有源收發(fā)T/R電路模 塊。天線輻射體是一個(gè)結(jié)構(gòu)外形與天線在飛機(jī)安放部位環(huán)境適配的具有共形曲 面的開縫金屬薄壁腔。金屬共形曲面薄壁腔構(gòu)成了具有與機(jī)翼外緣結(jié)構(gòu)適配的 天線輻射單元主體1。作為天線輻射單元主體1金屬腔體前后非輻射縫所在的兩 個(gè)側(cè)面作為相鄰天線陣列單元連接面，它是便于多個(gè)這樣的天線單元排列組合 成一個(gè)天線陣列的平行平面。收發(fā)T/R電路板固聯(lián)于上述作為天線輻射體的共 形曲面薄壁腔內(nèi)。在天線輻射單元主體1的外緣輻射面上開有輻射縫2。輻射縫 2可以是直線狀或彎曲狀，可以是矩形、橢圓或其它別的形狀。跨越輻射縫2上 的饋電機(jī)構(gòu)3對(duì)輻射縫進(jìn)行激勵(lì)。饋電機(jī)構(gòu)3是跨越輻射縫2的短路或開路微 帶線，該微帶線可以跨接在輻射縫2的中央或一側(cè)位置。該微帶線的另一端連 接到T/R電路4中的射頻端口。T/R電路4的功能與傳統(tǒng)有源相控陣中T/R組件 的相同。T/R電路4的所有面向接收設(shè)備的輸入輸出信號(hào)以及電源信號(hào)均通過設(shè) 置在上述天線輻射體輻射縫所面對(duì)的壁板上的一個(gè)或多個(gè)接口座5來進(jìn)行。T/R 電路4通過傳輸線和輸入輸出接口5相連。圖中只畫了一個(gè)接口座，實(shí)際中可 以根據(jù)設(shè)計(jì)需要選用多個(gè)接口座。天線輻射單元主體1形成的腔縫天線接收到 的電磁波信號(hào)通過饋線直接饋送給其內(nèi)的T/R電路的接收通道，或?qū)⑹瞻l(fā)T/R 電路中的發(fā)射信號(hào)經(jīng)饋線激勵(lì)輻射縫形成發(fā)射。