[發明專利]L、S、C、X四頻段共孔徑天線模塊

無效

• 申請號: 201210243089.5
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102760942A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 高國明;袁洪;陳文俊
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q19/10;H01Q21/00;H01Q21/30
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一?技術領域

本發明涉及一種L、S、C、X四頻段共孔徑天線模塊。具體是：天線模塊垂直方向上包括L/S、L/C和L/X三個雙波段共孔徑子模塊，三個子模塊組成四頻段共孔徑天線模塊；采用多層平面微帶天線構成。本發明L、S、C、X四頻段共孔徑天線模塊既可獨立使用，也可在水平方向模塊化擴展成所需天線陣列。

二?背景技術

由于新一代艦船功能需求的不斷提高，艦載雷達數目也不斷增加，這使得在艦橋和船桅上安裝了各種功能的天線設備，有的甚至多達一百多部。密集的天線和電子裝備導致艦船上層建筑空間十分緊張，布局和安裝非常困難；同時也顯著增大了紅外輻射和被敵方雷達探測的概率。為了達到多部雷達高度集成的效果，可以將多個雷達天線共用同一孔徑。共孔徑多波段雷達天線系統既可以滿足艦船雷達多個工作波段的要求，又可以節約空間資源，更適應新的艦船集成環境。

國內外已經對多頻段共孔徑天線開展了廣泛研究并設計出多種形式的共孔徑天線形式，如美國馬薩諸塞州立大學的Pozar和加拿大Manitoba大學的Shafai都運用了在工作于低頻段的方形貼片上開孔的方法，將工作于高頻段的方形貼片天線置于低頻段開孔處下方，分別構成了L/C、L/X頻段的共孔徑雙頻雙極化微帶陣列。加拿大蒙特利爾航空公司的Pokuls提出了微帶貼片天線和印刷縫隙天線交錯放置形成的一個C/X頻段共孔徑雙頻雙極化微帶陣列。上海大學鐘順時教授研究組于2008年對上述雙波段雙極化天線陣的設計技術進行了綜述(鐘順時，合成孔徑雷達的雙波段雙極化共孔徑天線陣技術，現代雷達，2009，31(11)：1-5)，并研究出S/X雙波段雙極化微帶振子/疊層貼片天線陣(專利申請號：201010275934.8)和L/S/X三波段雙極化平面天線陣(專利申請號：201010275940.3)。安徽大學和華東電子工程研究所于2010年聯合研制出了可一維掃描的雙波段共孔徑天線陣列饋源(Gao?G.M.，Y.M.Zhang?Y.M.，Li?Ang，Zhao?J.M.，Cheng?H.Shared-aperture?Ku/Ka?bands?microstrip?array?feeds?for?parabolic?cylindrical?reflector，2010?International?Conference?on?Microwave?and?Millimeter?Wave?Technology(ICMMT2010)，Chengdu，China，2010：1028-1030)。

三?發明內容

本發明的目的在于：提供一種L、S、C、X四頻段共孔徑天線模塊。該天線單元工作于L、S、C、X四個頻段，采用共孔徑技術設計，在水平方向可以模塊化擴展組成所需陣列。

為了設計一種L、S、C、X四頻段共孔徑天線模塊，本發明的具體設計方案如下：

1、選用微帶縫隙作為L波段天線單元，選用微帶貼片作為S(C、X)波段天線單元；

A、L波段天線共有三層：輻射縫隙位于上層，饋線網絡位于輻射縫隙下方，中間用Rogers5880介質支撐；在縫隙背面四分之一波長處為金屬反射板，起到抑制背向輻射和安裝天線的作用；饋線網絡和金屬反射板之間用泡沫填充；

B、S頻段天線、C頻段天線和X頻段天線均為微帶貼片形式，采用偏置饋電方式降低貼片邊緣輸入阻抗；

2、對垂直向的三個單元采用并聯方式饋電，降低饋電復雜度；

3、采用共孔徑技術將S、C、X三個頻段的天線單元交錯放置在L頻段天線單元周圍；

4、L、S、C和X頻段天線的陣元間距與其中心頻點波長的比值分別為：0.47、0.54、0.49、0.61。L、S、C和X四頻段共孔徑天線模塊在水平方向的陣元數為：L波段1個、S波段2個、C波段4個、X波段6個；垂直方向陣元數均為3個；

本發明微帶天線的有益技術效果體現在下述幾個方面：

1、多層平面微帶結構有利于實現L頻段天線和S(C、X)頻段天線共地設計，降低了四頻段共孔徑天線模塊的復雜程度；

2、天線模塊工作于L、S、C、X四個頻段；采用共孔徑技術使得四頻段天線模塊的孔徑和單獨L波段天線孔徑相同，增加了工作頻段而不增加孔徑尺寸；

3、可以沿著水平方向將四頻段天線模塊組成任意規模的天線陣列；

4、垂直方向L、S、C、X四個頻段天線單元數相同，這保證了垂直面內各頻段輻射方向圖的波瓣寬度大致相等；水平陣元間距選擇較小的電尺寸，使天線模塊組成大型陣列時具有寬角掃描能力。

四?附圖說明