[發(fā)明專(zhuān)利]一種新的高隔離度波束共軸天線(xiàn)陣列

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611020418.4
• 申請(qǐng)日: 2016-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106785483A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向龍鳳;肖開(kāi)奇;何俊岑;陳宏;胡沙;樊博宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q21/00
• 分類(lèi)號(hào): H01Q21/00;H01Q1/52;H01Q1/50;H01Q1/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 鄧世燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙頻點(diǎn)波束共軸天線(xiàn)，特別是涉及一種非線(xiàn)性探測(cè)門(mén)。

背景技術(shù)

國(guó)外天線(xiàn)設(shè)計(jì)公司主要包括R&S、q-pad、ARA等，其代表了業(yè)界領(lǐng)先水平，目前其產(chǎn)品已應(yīng)用航天、氣象、廣播電視、數(shù)據(jù)傳輸、組建無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻網(wǎng)等諸多領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)天線(xiàn)研發(fā)分布于各集團(tuán)研究所，其擅長(zhǎng)產(chǎn)品在航天、國(guó)防氣象等領(lǐng)域，另外在廣播電視、數(shù)據(jù)傳輸、組建無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻網(wǎng)等諸多領(lǐng)域也具有較高的技術(shù)水平。

傳統(tǒng)的非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)一般采用多頻工作，其天線(xiàn)一般采用開(kāi)槽、枝節(jié)或多天線(xiàn)分離結(jié)構(gòu)的線(xiàn)極化天線(xiàn)。然而，開(kāi)槽、枝節(jié)方式將會(huì)導(dǎo)致天線(xiàn)增益較低，匹配困難；多天線(xiàn)分離結(jié)構(gòu)導(dǎo)致不同頻率的方向圖主瓣不重合，體積大；端口之間的隔離度低，一般是十幾分貝。綜上所述，現(xiàn)有非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)中所采用的天線(xiàn)的缺點(diǎn)如下：1)不同頻率的方向圖主瓣不重合；2)隔離度低；3)極化效率低；4)體積較大等。

在非線(xiàn)性探測(cè)過(guò)程中，同一傳輸信道內(nèi)可能存在很多不同頻率成分的信號(hào)，當(dāng)傳輸線(xiàn)、有源和無(wú)源器件的特性不良時(shí)，在通道中將會(huì)產(chǎn)生諧波信號(hào)，將該諧波信號(hào)稱(chēng)為系統(tǒng)寄生干擾信號(hào)，是系統(tǒng)的固有特征。非線(xiàn)性探測(cè)技術(shù)的基本原理是：利用電磁波照射非線(xiàn)性器件，接收非線(xiàn)性器件再輻射的二次、三次或更高次諧波分量，來(lái)達(dá)到檢測(cè)目標(biāo)的目的。因此，在非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)射通道本身存在的諧波信號(hào)以及發(fā)射基波信號(hào)直接耦合到接收通道，由接收通道的非線(xiàn)性效應(yīng)而產(chǎn)生的諧波信號(hào)將會(huì)導(dǎo)致非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)虛警率急劇升高。這時(shí)，非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)天線(xiàn)設(shè)計(jì)顯得尤為重要，需要通過(guò)優(yōu)化非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)的天線(xiàn)設(shè)計(jì)，在保證信號(hào)有效照射的同時(shí)，增加天線(xiàn)間的端口隔離度來(lái)達(dá)到降低系統(tǒng)寄生干擾的影響。同時(shí)，非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)的天線(xiàn)組件小型化、輕量化、寬波束等要求對(duì)其設(shè)計(jì)的電氣和結(jié)構(gòu)也提出了更高的高求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種新的高隔離度波束共軸天線(xiàn)陣列，采用高隔離度、高極化效率的非線(xiàn)性探測(cè)天線(xiàn)陣列，以滿(mǎn)足近距離非線(xiàn)性探測(cè)天線(xiàn)高隔離度及非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)靈敏度的要求，擬解決的主要技術(shù)問(wèn)題是，原非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)中采用的天線(xiàn)主瓣方向不重合，導(dǎo)致被測(cè)目標(biāo)再輻射信號(hào)的隨機(jī)性較大；天線(xiàn)端口隔離度低，基波信號(hào)進(jìn)入接收天線(xiàn)引發(fā)接收通道寄生諧波干擾。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種新的高隔離度波束共軸天線(xiàn)陣列，包括等間隔設(shè)置在安裝基板上的天線(xiàn)組件陣列，其中：?jiǎn)蝹€(gè)天線(xiàn)組件的發(fā)射天線(xiàn)的底層天線(xiàn)中心鏤空短路，頂層天線(xiàn)固定安裝在底層天線(xiàn)上方；接收天線(xiàn)采用疊層結(jié)構(gòu)，底層天線(xiàn)耦合饋電激勵(lì)，頂層天線(xiàn)為背饋激勵(lì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：采用一種高隔離度的非線(xiàn)性探測(cè)陣列天線(xiàn)，滿(mǎn)足了非線(xiàn)性探測(cè)系統(tǒng)的指標(biāo)要求，解決了多頻工作非線(xiàn)性探測(cè)天線(xiàn)匹配困難、方向圖主瓣不重合、端口之間的隔離度低等問(wèn)題。主要的效果為：

1)不同頻率的方向圖主瓣重合，收發(fā)天線(xiàn)共載體，便于陣列規(guī)模化。

2)不額外增加電路提高端口隔離度，端口隔離度優(yōu)于35dB。

3)耦合饋電及疊層結(jié)構(gòu)，饋電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

4)天線(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、加工工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、易于產(chǎn)品化。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中：

圖1為多頻段天線(xiàn)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明主要針對(duì)發(fā)射信號(hào)頻率為f₁和f₂，接收信號(hào)頻率為f₁+f₂和f₁+2f₂的諧波探測(cè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一種新型天線(xiàn)陣列，包含兩個(gè)部分：發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)：

1、發(fā)射天線(xiàn)采用底層天線(xiàn)(工作頻率為f₁)中心鏤空短路，頂層天線(xiàn)(工作頻率為f₂)通過(guò)非金屬支撐，安裝固定在底層天線(xiàn)上方，這時(shí)可實(shí)現(xiàn)雙頻段方向圖主瓣重合。

2、接收天線(xiàn)采用疊層結(jié)構(gòu)，底層天線(xiàn)(工作頻率為f₁+f₂)耦合饋電激勵(lì)，頂層天線(xiàn)(工作頻率為f₁+2f₂)為背饋激勵(lì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙頻工作。

3、優(yōu)化多天線(xiàn)布局，通過(guò)提高天線(xiàn)陣列端口之間的隔離度，減小收發(fā)天線(xiàn)之間的信號(hào)串?dāng)_，利于天線(xiàn)陣列的擴(kuò)展，擴(kuò)大諧波探測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)區(qū)域。

4、采用非金屬結(jié)構(gòu)件安裝固定天線(xiàn)，結(jié)構(gòu)布局緊湊，同時(shí)可減小天線(xiàn)本身的非線(xiàn)性效應(yīng)。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的天線(xiàn)陣列進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明：