[發明專利]一種含法向振子的可重構廣角天線

有效

• 申請號: 201210002334.3
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102570007A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 袁斌;汪秀;張耀;祝平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q3/24
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種天線，尤其是涉及一種含法向振子的可重構廣角天線。

背景技術

當前，各種無線、雷達、通訊系統對容量、功能、帶寬等性能要求越來越高。顯然，提高系統容量、增加系統功能、擴展系統帶寬，可以滿足現實需求，但付出的代價是在同一無線系統平臺上搭載的信息子系統數量將增加，作為無線電波發射和接收的必備裝置天線而言，其數量也會必然相應地增加，這將會導致整個無線系統的成本增加、體積增大等不良影響。在這一背景下，可重構天線得到迅猛發展。可重構天線是一種將多個天線的功能融合到同一天線口徑中，可以降低系統的整體成本、減輕重量、減小系統的雷達散射截面、實現良好的電磁兼容特性，用一個天線口徑實現多個天線的功能的一種天線技術。

近幾十年來，雷達天線技術迅猛發展，從錐掃天線到拋物面或變形的卡賽格倫天線，進而發展到平面波導型陣列天線。這些類型的雷達天線一定意義上解決很多現實問題，但它們的波束搜索均基于機械掃描技術完成，使得天線陣列掃描視角小、速度慢且系統體積重量大。

相控陣技術的出現為雷達系統的發展提供了新的契機。相控陣技術采用電控元相位的方法，以其獨特的無慣性波束掃描、方便快捷的波束調整和能量管理等優勢在雷達和通信等方面得到了廣泛的應用。在集成化、輕量化發展趨勢的驅動之下，具有易于集成、重量輕等優勢的微帶天線成為雷達天線很好的選擇。為了擴大雷達系統的目標搜索范圍和通信系統的容量，需要將相控陣天線的掃描角度范圍覆蓋比較大的空間，但由于微帶天線本身的特性，使得現有的微帶相控陣的掃描角度有限，分析其掃描角度窄的原因可以發現其受到兩個方面的限制：其一是，天線單元之間互耦的存在；其二是，天線單元本身的有限輻射范圍。一旦天線單元選定之后，就只有想辦法減小天線間的互耦了，為此，人們提出了許多減小互耦的方法，如在天線單元之間擴大間距、加載DGS結構、EBG結構、左手材料結構等，這些方法從某種意義上減小了互耦，但也會帶來很多負面效應，比如加大了尺寸，引入了較大的柵瓣，引起較強的后向輻射等。因此，改變天線單元的輻射方向圖特性不失為另一種解決途徑，方向圖可重構天線由于具備多個方向圖可調的特性受到國內外研究人員的青睞，其增加了天線設計的自由度，將這種天線單元組成相控陣時除了可以控制各個單元的相位之外，還可以控制每個天線單元的方向圖指向，這樣能夠大大拓展掃描范圍，且能很好的降低掃描方向圖的柵瓣，因此在相控陣天線應用中極具潛力。

經對現有的技術文獻檢索發現，2010年Manuilov?M.B.等人在Microwave?&Telecommunication?Technology(CriMico’2010)13-17?September，Sevastopol，Crimea，Ukraine上發表的“DEVELOPMENT?OF?MULTI-ELEMENT?PAHSED?ANTENNAARRAYS?OF?V-DIPOLES?WITH?WIDE-ANGLE?SCANNING”以及20王真等人在2009年全國天線年會上發表的“一種寬角覆蓋寬角掃描相控陣天線系統”中提出的天線系統可以實現E面和H面±60°寬角覆蓋，但這種達到廣角方式是以犧牲天線增益來的，單個天線單元的增益為5dB左右。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能在保持高增益且方向圖變化過程中增益變化不大的情況下實現的廣角方向圖可重構、適合相控陣寬角掃描應用的含法向振子的可重構廣角天線。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種含法向振子的可重構廣角天線，包括左水平振子、右水平振子、上法向振子、下法向振子、饋電、饋電組合開關、左調諧開關、右調諧開關、上調諧開關、下調諧開關和接地板，

所述的左水平振子通過饋電與右水平振子連接，所述的左水平振子通過饋電組合開關分別與上法向振子、下法向振子連接，所述的右水平振子通過饋電組合開關分別與上法向振子、下法向振子連接；

所述的左調諧開關設在左水平振子上，所述的右調諧開關設在右水平振子上，所述的上調諧開關設在上法向振子上，所述的下調諧開關設在下法向振子上；

所述的接地板設在左水平振子下方。

所述的饋電組合開關包括第一饋電開關、第二饋電開關、第三饋電開關和第四饋電開關，所述的第一饋電開關設在左水平振子、上法向振子之間，所述的第二饋電開關設在右水平振子、上法向振子之間；所述的第三饋電開關設在右水平振子、下法向振子之間；所述的第四饋電開關左水平振子、下法向振子之間。