[發(fā)明專利]一種L波段微帶饋電縫隙輻射的線極化微帶貼片天線

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310299516.6
• 申請(qǐng)日: 2013-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN104300228A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史維光;王建;任永麗;顧明敏;劉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q9/04
• 分類號(hào): H01Q9/04;H01Q13/08;H01Q13/10;H01Q19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天線工程技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種L波段詢問天線。

背景技術(shù)

隨著火箭、人造衛(wèi)星和宇航技術(shù)的發(fā)展，對(duì)跟蹤雷達(dá)的跟蹤速度、跟蹤精度、跟蹤距離抗干擾能力都提出了更高的要求。由于圓錐掃描天線體制采用的是順序比較波瓣法，這種體制必須在饋源繞天線軸旋轉(zhuǎn)一周后才能判明目標(biāo)的方向，限制了跟蹤速度；在波束掃描過程中，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化引起回波信號(hào)幅度的起伏，給誤差信號(hào)附加上一個(gè)調(diào)幅干擾，也降低了角跟蹤精度。而單脈沖體制采用同時(shí)比較波瓣法，獲取誤差信號(hào)迅速，跟蹤速度快；誤差信號(hào)只與接收到得幾個(gè)波束的回波脈沖幅度的相對(duì)值有關(guān)，不存在目標(biāo)起伏干擾。目前單脈沖體制已經(jīng)逐步取代了圓錐掃描體制而獲得廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在的詢問天線大多都采用單脈沖工作體制。

微帶天線是在帶有接地導(dǎo)體板的介質(zhì)基片上貼有導(dǎo)體薄片而形成的天線。它可采用微帶線或同軸線等饋線饋電，在導(dǎo)體貼片與接地板之間激勵(lì)起射頻電磁場，并在貼片上激勵(lì)起諧振電流分布向外輻射。通常介質(zhì)基片的厚度與波長相比是很小的，因而它具有低剖面的特點(diǎn)。

微帶天線具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，易于制作和生產(chǎn)；剖面薄，體積小，重量輕；具有平面結(jié)構(gòu)，易于與導(dǎo)彈、衛(wèi)星等載體表面共形，對(duì)載體的氣動(dòng)特性影響很小；便于獲得圓極化；能與有源器件和電路集成為單一的模塊。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)在大多數(shù)的詢問天線都是工作在L波段的微帶天線，但是在移動(dòng)通信爆發(fā)式發(fā)展的今天，層出不窮的各種通信方式占據(jù)電磁頻譜當(dāng)中一定的頻段，為了獲得較寬的工作帶寬。一般的微帶貼片天線工作帶寬較窄，難以滿足設(shè)計(jì)要求。微帶行波天線隨工作頻率的變化波束指向也會(huì)改變，在這里不適用。縫隙耦合的微帶天線工作帶寬較寬，波束指向穩(wěn)定，在這里比較適合。所以選擇縫隙耦合的微帶貼片天線作為設(shè)計(jì)陣列天線單元。

本發(fā)明所設(shè)計(jì)的微帶貼片詢問天線工作在L波段內(nèi)，工作帶寬要求較高。單元組陣，并結(jié)合矩形電橋的饋電網(wǎng)絡(luò)，不僅實(shí)現(xiàn)了帶寬展寬，而且節(jié)約了空間，結(jié)構(gòu)緊湊，易于加工，使得本發(fā)明具有很高的市場潛力。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明-L波段微帶饋電縫隙輻射的線極化微帶貼片天線的前視三維圖

圖2為本發(fā)明--L波段微帶饋電縫隙輻射的線極化微帶貼片天線的三視圖

圖3為本發(fā)明--L波段微帶饋電縫隙輻射的線極化微帶貼片天線駐波系數(shù)VSWR

圖4為本發(fā)明在直角坐標(biāo)系下的方位面(H面)和俯仰面(E面)方向圖

圖5為本發(fā)明組成的6元直線陣的和差饋電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖6為本發(fā)明組成的6元直線陣的前視三維圖

圖7為本發(fā)明組成的6元直線陣的和差端口的駐波系數(shù)

圖8為圖6在直角坐標(biāo)系下的方位面方向圖

圖9為圖6在直角坐標(biāo)系下的俯仰面方向圖

具體實(shí)施方案

圖1和2描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案。依圖1和2所示，本天線陣的單元天線包括金屬反射板(1)，微帶線(2)給接地金屬板(7)上的縫隙(3)饋電，寄生貼片(4)，以及介質(zhì)板(5)和(6)。

微帶貼片天線的兩介質(zhì)板的尺寸為280mm×280mm×1mm3，接地金屬板和金屬反射板的尺寸為280mm×280mm2。用于饋電的微帶線的尺寸為158.98mm×4.1mm2，縫隙的尺寸為110.9mm×3.79mm2，寄生貼片的尺寸為112.34mm×104.1mm2。本發(fā)明采用微帶線饋電的方式給微帶貼片天線饋電，由于是縫隙輻射，而且要求天線只是單向輻射，所以在接地金屬板后面加一個(gè)反射用的金屬板，保證天線單向輻射的特性，為了展寬帶寬，我們采用添加寄生貼片的方法，由該單元組陣為了獲得較好的效果，對(duì)天線單元的尺寸可以做稍微的改動(dòng)，同時(shí)可以對(duì)陣列天線的和差饋電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)分析，和差饋電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

圖6表示的是由本發(fā)明組成的直線陣，單元數(shù)N＝6，單元間距d＝0.715λ，λ為自用空間波長，激勵(lì)分布用切比雪夫綜合法得到，如下表1所示，

表1歸一化電流分布