[發明專利]一種新型低剖面電掃描波束反射陣天線

有效

• 申請號: 201710476995.2
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107359417B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 張明濤;賈秀娟;李瑜華;張喬杉;弓金剛
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H01Q3/30
• 分類號: H01Q3/30;H01Q15/14;H01Q15/24;H01Q19/10;H01Q21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種新型低剖面電掃描波束反射陣天線，包括：若干個反射陣天線子陣、移相切換波導系統、偏置電壓電路、波控機和電源；其中，若干個反射陣天線子陣并行排列；所述反射陣天線子陣包括可重構反射陣面、極化柵型漏波結構、第一CTS饋電結構和第二CTS饋電結構；其中，所述可重構反射陣面和所述極化柵型漏波結構相連接，可重構反射陣面處于極化柵型漏波結構上方；所述第一CTS饋電結構與所述極化柵型漏波結構的一端相連接；所述第二CTS饋電結構與所述極化柵型漏波結構的另一端相連接；所述移相切換波導系統分別與所述第一CTS饋電結構、所述第二CTS饋電結構相連接。本發明解決了大口徑天線陣面的漏波饋電激勵設計問題，并提供了多模工作能力。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，尤其涉及一種新型低剖面電掃描波束反射陣天線。

背景技術

隨著天線技術、衛星應用的不斷發展，以及相關空間科學與應用不斷廣泛和深入，對無線系統所能完成的功能要求越來越多，這就要求系統中的天線具有能夠實現多種功能的能力或能夠根據不同應用實現對應的性能指標，僅僅通過增加天線數量來增加天線功能或性能已經無法滿足越來越復雜的空間任務要求，且系統對天線波束掃描能力的需要越發迫切，而發展天線可重構技術、多模式工作天線技術是增強天線能力、應對復雜系統應用挑戰的一種辦法。

為了滿足復雜多樣的雷達工作模式要求，常要求天線功能強大，應用模式靈活，需要天線具有和/差波束形成與波束掃描能力，或需要天線具有多相位中心(MultiplePhase-Centre)特性，滿足雷達系統對動目標檢測的需要。雷達系統空間應用常要求天線具有較寬的波束掃描范圍，并且具有在空域內的波束快速搜索能力，以及賦予雷達具有單脈沖測角功能，現有的相控陣天線因復雜的饋電網絡結構以及大量的移相器使天線重量難以滿足要求。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種新型低剖面電掃描波束反射陣天線，引入了雙CTS饋電結構進行準平面波激勵，解決了大口徑天線陣面的漏波饋電激勵設計問題，并提供了多模工作能力；基于圓極化器模型實現了2比特反射移相與極化扭轉的兼容，有利于進行大口徑反射陣面低剖面設計與輻射效率的保持。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：一種新型低剖面電掃描波束反射陣天線，包括：若干個反射陣天線子陣、移相切換波導系統、偏置電壓電路、波控機和電源；其中，若干個反射陣天線子陣并行排列；所述反射陣天線子陣包括可重構反射陣面、極化柵型漏波結構、第一CTS饋電結構和第二CTS饋電結構；其中，所述可重構反射陣面和所述極化柵型漏波結構相連接，可重構反射陣面處于極化柵型漏波結構上方；所述第一CTS饋電結構與所述極化柵型漏波結構的一端相連接；所述第二CTS饋電結構與所述極化柵型漏波結構的另一端相連接；所述移相切換波導系統分別與所述第一CTS饋電結構、所述第二CTS饋電結構相連接；偏置電壓電路與可重構反射陣面通過低頻連線相連接，為可重構反射陣面提供偏置電壓；波控機與偏置電壓電路相連接，根據波控碼向偏置電壓電路發出指令，完成偏置電壓電路輸出正確的偏置電壓矩陣狀態；電源分別與偏置電壓電路、波控機相連接。

上述新型低剖面電掃描波束反射陣天線中，所述移相切換波導系統包括第一功分器、第二功分器、第一移相器、第二移相器、第一切換開關、第二切換開關和魔Tee；其中，第一功分器、第一切換開關、第一移相器、魔Tee、第二移相器、第二切換開關和第二功分器依次相連接；第一功分器與第一CTS饋電結構相連接，第二功分器與第二CTS饋電結構相連接。

上述新型低剖面電掃描波束反射陣天線中，所述極化柵型漏波結構包括上側覆銅印刷板、泡沫材料層和下側覆銅印刷板；其中，上側覆銅印刷板、泡沫材料層和下側覆銅印刷板依次相連接；上側覆銅印刷板的上表面設置有若干個第一金屬條帶，其中，若干個第一金屬條帶沿上側覆銅印刷板的長度方向并行排列；下側覆銅印刷板的下表面設置有若干個第二金屬條帶，其中，若干個第二金屬條帶沿下側覆銅印刷板的長度方向并行排列。

上述新型低剖面電掃描波束反射陣天線中，第一金屬條帶的長度大于第二金屬條帶的長度。