[發明專利]一種微帶陣列天線

在審

• 申請號: 201710776113.4
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107645067A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 彭樹生;毛譽杰;吳禮;李文超;張竣昊
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q21/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 陳鵬

技術領域

本發明涉及微帶天線技術，特別是一種微帶陣列天線。

背景技術

微帶天線是近幾年使用最廣泛的一種天線，與傳統天線相比，有著許多無可替代的優點。它體積小，重量輕，具有平面結構，因而容易與導彈、衛星等載體結合形成共形結構。不僅如此，微帶天線還具有結構緊湊、性能穩定的特點，廣泛應用于印刷電路技術大批量生產，而且便于實現雙頻段、雙極化等諸多功能。但是微帶天線也同樣具有頻帶窄、損耗大、功率容量小等缺點，因而在實際應用用受到了一定限制，為了克服這些缺點，現在通常將微帶天線通過一定方式組成微帶天線陣，提高了天線增益、帶寬，實現某些指定的方向性要求，加大了微帶天線的應用。

隨著高功率微波輻射技術的發展，對于高功率輻射天線的要求也越來越高。高功率徑向陣列天線是近年來提出的一種新型高功率微波天線，通過將多個子陣進行組合即可得到高增益陣列天線，相關研究員也對其進行了大量研究。但是實現上述高增益天線的前提是將高功率微波源的輸出功率分配成多路，并對各個子陣進行饋電，因此設計一種高功率、低損耗、可實現高功率多路輸出的高功率功分器就非常必要。由于陣列天線通常采用等路徑饋電方式，因此必然存在著功分器輸出端口和各個子陣輸出端口的等路徑連接問題，需要一個較為復雜的級聯結構來解決此問題，從而影響整個天線系統的輻射效率和結構緊湊性。T型結功分器具有一分二的功能，通過多級級聯可以實現等幅等相多路分配。但是當整體結構過于松散，傳輸路徑較長時，其插入損耗相對偏大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微帶陣列天線，解決傳統微帶陣列天線使用T型結功分器時造成的波束偏移、頻帶窄、結構松散等問題。

實現本發明目的的技術方案為：一種微帶陣列天線，包括介質基板和設置在介質基板上的八組輻射單元，每組輻射單元包括兩個相同頻段的子輻射單元，十六個子輻射單元在介質基板上按照4×4沿同一方向排列；

每一組中的兩個子輻射單元間的饋電網絡為一個第一一分二T型結功分器，每個第一一分二T型結功分器的兩輸出端口通過微帶線連接對應的兩個子輻射單元，每兩個第一一分二T型結功分器輸入端口與一個第二一分二T型結功分器輸出端口通過微帶線相連，每兩個第二一分二T型結功分器輸入端口與一個第三一分二T型結功分器輸出端口通過微帶線相連，兩個第三一分二T型結功分器輸入端口與第四一分二T型結功分器輸出端口通過微帶線相連，第四一分二T型結功分器輸入端口作為饋電端口。

與現有技術相比，本發明的顯著優點為：

(2)本發明采用4*4微帶陣列天線，同時改變饋電網絡的設計，提高了天線的增益的同時，很好的解決了使用傳統單一T型結功分器時造成的波束偏移，天線整體空間浪費等問題；(2)將傳統的T型結功分器中增加一段弧形傳輸線，這樣可以避免直線分布造成的空間浪費，減少天線占用面積，增加整個天線結構的緊湊性，從而提高整個天線的輻射效率。

附圖說明

圖1為微帶陣列天線整體結構圖。

圖2為傳統微帶陣列天線方向圖。

圖3為本發明微帶陣列天線方向圖。

圖4為傳統微帶陣列天線駐波比圖。

圖5為本發明微帶陣列天線駐波比圖。

圖6為本發明功分器回波損耗圖。

具體實施例

結合圖1，一種微帶陣列天線，包括介質基板和設置在介質基板上的八組輻射單元，每組輻射單元包括兩個相同頻段的子輻射單元，十六個子輻射單元在介質基板上按照4×4沿同一方向排列；

每一組中的兩個子輻射單元間的饋電網絡為一個第一一分二T型結功分器，每個第一一分二T型結功分器的兩輸出端口通過微帶線連接對應的兩個子輻射單元，每兩個第一一分二T型結功分器輸入端口與一個第二一分二T型結功分器輸出端口通過微帶線相連，每兩個第二一分二T型結功分器輸入端口與一個第三一分二T型結功分器輸出端口通過微帶線相連，兩個第三一分二T型結功分器輸入端口與第四一分二T型結功分器輸出端口通過微帶線相連，第四一分二T型結功分器輸入端口作為饋電端口；通過級聯方式連接整個饋電網絡，保證做到16等分。

進一步的，第二一分二T型結功分器輸入端口與第三一分二T型結功分器輸出端口通過90度弧形傳輸線相連。90度弧形傳輸線為一段四分之一圓弧的傳輸線。

進一步的，每個子輻射單元均為一矩形微帶貼片。

進一步的，介質基板的厚度為2mm，材料為Rogers Ro 4350，介電常數為3.66。

進一步的，介質基板背面設置有接地層。