[發明專利]一種微帶陣列天線

在審

• 申請號: 201611125140.7
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106602244A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 李霞;孫浩;胡衛東;高靜;侯艷茹;袁士濤
• 申請（專利權）人: 安徽四創電子股份有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q21/06;H01Q23/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙)34118
• 代理人: 王挺,柯凱敏

技術領域

本發明屬于天線技術領域，具體涉及一種微帶陣列天線。

背景技術

天線作為通信系統中的一個重要的無線電設備，其性能的好壞將直接影響無線電設備的性能。隨著無線通信和雷達系統的不斷發展和完善，對天線性能提出了重量輕、體積小、制作簡單、易共形、寬頻帶和成本低等性能要求。微帶天線正是因為滿足了上述要求，從而深受人們關注，近年來的應用也越來越廣泛。然而，微帶天線的單元增益一般為6dBi～8dBi，因此常用由微帶貼片單元組成的微帶陣列天線來獲得更大的增益或實現特定的方向性。陣列天線可以實現單個天線所無法實現的復雜功能，具備更大的靈活性和更高的信號容量，并能顯著提高系統的性能。目前傳統的微帶天線通常采用圓形或矩形貼片開槽等方式來提高定向性，但是增益低、損耗大及功率小的問題仍無法得到解決。是否能夠研發出一種具備高增益、低副瓣和小型化的新型陣列天線結構，從而實現整體天線構造的高集成性及小型化需求，為本領域技術人員近年來所亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明的其中一個目的為克服上述現有技術的不足，提供一種結構合理而實用的微帶陣列天線，其兼具高增益、低副瓣和小型化的優點，可有效實現整體天線構造的高集成性及小型化需求。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種微帶陣列天線，其特征在于：本微帶陣列天線包括介質板以及貼附于介質板一側板面處的貼片陣列天線，介質板的另一側板面處貼附有微帶線功率分配網絡，介質板為雙層板體且兩層板體間夾設金屬地；其中：

所述微帶線功率分配網絡包括一分六路的第一功率分配子網絡和第二功率分配子網絡，兩組子網絡為相同結構的三級的T型功分電路，且每組子網絡的六個分支端口均按照切比雪夫25dB幅度加權分布；兩組子網絡的分支端口彼此相向；第一功率分配子網絡的兩條二級T型功分電路所形成的分支端口與第二功率分配子網絡的其中一對三級T型功分電路所形成的分支端口之間，以及第二功率分配子網絡的兩條二級T型功分電路所形成的分支端口與第一功率分配子網絡的其中一對三級T型功分電路所形成的分支端口之間均通過帶有弧形移相器的威爾金森功分器相連接；第一功率分配子網絡的另一對三級T型功分電路所形成的分支端口與第二功率分配子網絡的另一對三級T型功分電路所形成的分支端口處均連接有移相微帶線段；八根同軸饋電探針分別相應布置于四根移相微帶線段末端以及四組威爾金森功分器的總端口處且鉛垂貫穿介質板從而連接至位于介質板另一側板面處的貼片陣列天線處；

貼片陣列天線為八列且沿彼此平行間隔均布，每列陣列貼片單元均由兩組沿同軸饋電探針軸線軸對稱設置的貼片單元構成，每組貼片單元包括六片沿貼片單元布置方向依次間隔布置且按切比雪夫25dB幅度加權分布的的微帶貼片；同組貼片單元處的相鄰兩片微帶貼片之間間距等于二分之一個波長，且各相鄰兩片微帶貼片之間通過三角箭形漸變線狀的阻抗匹配段連接彼此；以每組貼片單元的靠近同軸饋電探針所在側為內側，每組貼片單元處各阻抗匹配段的三角箭頭指向方向均平行貼片單元布置方向且指向最外側微帶貼片處；在同一列貼片陣列天線上，同軸饋電探針與其中一組貼片單元上的相對最接近的微帶貼片間直連，而與另一組貼片單元上的相對最接近的微帶貼片間通過180°移相器連接彼此。

所述用于連接各子網絡相應分支端口的移相器對稱分布于威爾金森功分器的兩個分支端口處，威爾金森功分器的兩分支端口處還橋接有100Ω隔離電阻。

微帶線功率分配網絡的各個分支端口的末端外形呈與同軸饋電探針彼此同軸的圓弧狀構造。

介質板上的用于貼附微帶線功率分配網絡的一側板面凹設有槽腔，從而使得微帶線功率分配網絡與該槽腔共同圍合形成空氣背腔，所述空氣背腔的走向與微帶線功率分配網絡處信號行進路徑相一致。

所述介質板外形呈長方板狀且其長度方向平行貼片單元布置方向，環繞介質板一圈而設置矩形金屬圈；矩形金屬圈上垂直介質板而設置金屬化共地孔，各金屬化共地孔沿矩形金屬圈布置方向依次間隔均布；每相鄰兩組貼片單元之間設置金屬隔離條，金屬隔離條長度方向平行介質板長度方向，且金屬隔離條兩端分別連接至矩形金屬圈的兩短邊處；沿金屬隔離條長度方向依次間隔均布有金屬化盲孔。

每組貼片單元的位于最外側的微帶貼片處設置金屬化短路孔。

所述同一個微帶貼片上的金屬化短路孔為三個且依序間隔均布，該金屬化短路孔的布置方向與貼片單元布置方向彼此垂直。

本微帶陣列天線還包括環繞同軸饋電探針而周向等距布置的四個金屬化通孔。

所述微帶貼片為矩形貼片或U型貼片。