[發明專利]相控陣寬角掃描天線單元

在審

• 申請號: 201510373457.1
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN104953252A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 陳曉琦
• 申請（專利權）人: 成都眾易通科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

????本發明涉及掃描天線，具體是相控陣寬角掃描天線單元。

背景技術

相控陣天線在波束掃描時，即使單元無掃描失配損耗，由于陣中單元波瓣的影響，也會導致天線增益在不同掃描角度上存在一定的下降，陣中單元波瓣越窄，增益下降越明顯。因此，對于要求寬角掃描的相控陣天線而言，都希望盡量展寬天線的陣中單元波瓣，以滿足大掃描角度下天線增益的指標要求。因此要研究如何解決寬角掃描增益下降問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種相控陣寬角掃描天線單元，可以實現了天線的寬波束。

本發明的目的主要通過以下技術方案實現：相控陣寬角掃描天線單元，包括天線腔體，天線腔體的下內壁設置有下層介質基片，天線腔體的上內壁設置有上層介質基片，上層介質基片面向下層介質基片的一面設置有背腔彎折十字交叉微帶貼片天線，背腔彎折十字交叉微帶貼片天線包括矩形的微帶公共板，微帶公共板的四個邊都延伸有貼片天線枝節，4個貼片天線枝節都進行彎折后與上層介質基片連接，微帶公共板與上層介質基片保持間隙；下層介質基片還設置有饋電功分網絡，饋電功分網絡包括2個輸出線路，2個輸出線路分別通過導線A和導線B與兩個相鄰的貼片天線枝節連接。

上述結構的原理是：通過把微帶貼片進行彎折，減小了十字交叉微帶貼片的尺寸，從而實現了天線的寬波束，而傳統的結構是直接將十字交叉微帶貼片安裝在上層介質基片上，本發明是將十字交叉微帶貼片的四個貼片天線枝節進行彎折后再安裝到上層介質基片上，而彎折后的十字交叉微帶貼片變為背腔彎折十字交叉微帶貼片天線，為了實現圓極化和解決尺寸減小帶來的阻抗變化，因此，本發明還設置有饋電功分網絡。

優選的，所述饋電功分網絡包括一分二功分網絡和90°移相器，一分二功分網絡包括2個饋入臂，?2個饋入臂同時接在一個信號輸入端上，其中，1個饋入臂直接通過導線A與貼片天線枝節連接，另1個饋入臂與90°移相器連接后通過導線B與貼片天線枝節連接。饋電功分網絡是通過一分二功分網絡和90°移相器延遲對兩個貼片天線枝節分別饋電，實現圓極化，同時，采用電容饋電的方式克服天線尺寸減小帶來的阻抗變化，使天線在整個工作頻帶內均達到良好的阻抗匹配。

優選的，所述90°移相器為一個U形的導電銅帶，90°移相器的一端與一分二功分網絡的饋入臂連接，90°移相器的一端與導線B連接。經過研究，本發明采用U形的導電銅帶作為90°移相器，可以達到較小尺寸，同時其移相效果最佳，可以使得整個天線單元的圓極化效果最佳。

優選的，所述信號輸入端連接有SMP型插座。

優選的，在俯視方向上，貼片天線枝節的投影與微帶公共板的投影不重合。

優選的，貼片天線枝節是先向著上層介質基片方向彎折90度后再向遠離微帶公共板的方向彎折90度。

采用上述彎折方式后形成的背腔彎折十字交叉微帶貼片天線，可以保證取得較小的尺寸，還可以達到較寬的寬波束。

導線A和導線B都通過電容饋電結構與兩個相鄰的貼片天線枝節連接。

一分二功分網絡的2個饋入臂之間設置有微帶電阻。

信號通過射頻電纜與天線單元的SMP型插座連接后進入天線的一分二功分網絡，一分二功分網絡將輸入信號等幅同相輸出，一路輸入信號直接饋入天線，另一路輸入信號經90°移相器后饋入天線，從而在天線口面形成兩個正交的電場，該電場幅度相等、相位相差90°，在空間形成圓極化電磁波。

本發明的優點在于：背腔彎折十字交叉微帶貼片天線尺寸小，可以實現天線的寬波束，該結構的參數有：孤立天線單元的增益約為6.1dB，陣中單元天線的增益約為4.2dB，孤立天線單元的波束寬度約為99°；陣中天線單元波束寬度約為91°，能使輸入的射頻信號變換成圓極化的電磁波往空間輻射，且輻射的波束寬度較寬（達到93°）；在波束范圍內天線的圓極化軸比均小于3。

附圖說明

圖1為本發明的立體示意圖。

圖2為本發明的俯視示意圖。

圖3為背腔彎折十字交叉微帶貼片天線的示意圖。

圖中的附圖標記分別表示為：1、天線腔體；2、上層介質基片；3、下層介質基片；4、背腔彎折十字交叉微帶貼片天線；5、導線A；6、導線B；7、SMP型插座；8、一分二功分網絡；9、90°移相器；41、貼片天線枝節；42、微帶公共板。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例1：

如圖1、圖2、圖3所示。