[發明專利]一種具有寬角掃描功能的CTS陣列天線系統

有效

• 申請號: 201710775307.2
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107706545B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 賈秀娟;何佳歡;張明濤;薛江波;史明;徐進;王虎;辛麗;馬俊;楊昭寧
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H01Q23/00
• 分類號: H01Q23/00;H01Q21/00;H01Q3/36;H01Q1/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種具有寬角掃描功能的CTS陣列天線系統，其特征在于，包括：CTS天線陣面(1)、一對準平面波離散裝置、平板波導饋源(3)、有源組件(4)、波控組件(5)和覆銅介質板(6)；其中，所述一對準平面波離散裝置，包括：第一準平面波離散裝置(21)和第二準平面波離散裝置(22)；

CTS天線陣面(1)的射頻接口為平板波導，平板波導饋源(3)的輸入口為標準波導，輸出口為平板波導；其中，平板波導饋源(3)通過90°彎波導與第二準平面波離散裝置(22)連接；CTS天線陣面(1)與第一準平面波離散裝置(21)連接；其中，為實現寬頻特性，CTS天線陣面(1)采用多級并聯饋電的方式，準平面波沿并聯的平板波導傳輸至最末級即連續橫向枝節，然后進行輻射；CTS天線陣面(1)利用金屬條狀結構，形成了多級并聯的T型平板波導空氣腔體，具有寬頻帶特性；

有源組件(4)的射頻接口為N路同軸連接器，有源組件(4)設置在所述CTS天線陣面(1)下方，分別與所述第一準平面波離散裝置(21)和所述第二準平面波離散裝置(22)對插；

CTS天線陣面(1)和平板波導饋源(3)之間接入所述一對準平面波離散裝置，有源組件(4)設置在所述一對準平面波離散裝置之間，以實現CTS天線陣面(1)的射頻接口和平板波導饋源(3)的輸出口與N路同軸連接器的轉換；

波控組件(5)與有源組件(4)連接，控制有源組件(4)的輸出相位，以實現波束相控掃描；

覆銅介質板(6)上刻蝕有圓極化柵圖形；覆銅介質板(6)固定在CTS圖5天線陣面(1)上方；

整個CTS陣列天線系統的射頻接口位于平板波導饋源(3)，在平板波導饋源(3)和CTS天線陣面(1)之間，使用了一對準平面波離散裝置，實現了平板波導與N路同軸連接器的轉換，進而，可接入有源組件(4)，并在波控組件(5)的控制下，實現波束一維掃描；

有源組件(4)和波控組件(5)共用金屬殼體，分為對稱的兩部分，對稱置于CTS天線陣面(1)下方，一方面，有源組件(4)與所述第一準平面波離散裝置(21)和所述第二準平面波離散裝置(22)實現對插，另一方面，有源組件(4)利用CTS天線陣面(1)的背板來實現散熱；

其中：

CTS天線陣面(1)為6級并聯結構CTS陣列天線，包括64個輻射枝節；CTS天線陣面(1)的輻射陣面尺寸為360mm*240mm；CTS天線陣面(1)連接第一準平面波離散裝置(21)后，離散單元間距為4.5mm；

平板波導饋源(3)，包括：H面扼流槽喇叭(31)、扁盒反射器(32)和吸波材料(33)；其中，扁盒反射器(32)采用偏饋形式，扁盒反射器(32)的高度與準平面波離散裝置的平板波導高度一致；H面扼流槽喇叭(31)與所述扁盒反射器(32)共用金屬底板和蓋板；H面扼流槽喇叭(31)的相位中心位于扁盒反射器(32)的焦點，扁盒反射器(32)的偏置距離，滿足避開H面扼流槽喇叭(31)遮擋的要求；吸波材料(33)黏貼在所述扁盒反射器(32)的直邊上；即，除了扁盒反射器(32)的曲線面，平板波導饋源(3)的其他面均安裝有一定厚度的吸波材料；

第一準平面波離散裝置(21)與第二準平面波離散裝置(22)的結構相同；第一準平面波離散裝置(21)，包括：一端封閉的平板波導腔(211)、N元微帶天線陣列(212)、金屬探針組(213)和準平面波離散裝置N路同軸連接器(214)；金屬探針組(213)將平板波導腔(211)分隔成N個單元；N元微帶天線陣列(212)插入在平板波導腔(211)的N個單元中間；N元微帶天線陣列(212)與所述準平面波離散裝置N路同軸連接器(214)焊接在一起；準平面波離散裝置N路同軸連接器(214)排布在所述平板波導腔(211)的一側或兩側；準平面波離散裝置N路同軸連接器(214)的排布間距小于0.5λ，滿足寬角掃描要求，省去了傳統的功分網絡；λ表示一個空氣波長；其中，金屬探針組(213)既可對平板波導進行較密集的端口分隔而不致傳播模式截止，又可調節端口阻抗性能；

準平面波離散裝置根據射頻信號流向需求用作TEM波離散裝置或TEM波獲取裝置；

準平面波離散裝置N路同軸連接器(214)排布在板波導腔(211)的兩側時，小于同軸連接器安裝尺寸的單元間距，實現了大角度的波束掃描。