[發(fā)明專利]一種兩維波束賦形的無源天線陣列

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711382107.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108183321A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王昊;吳辰煒;薛成
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q21/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發(fā)明公開了一種兩維獨立波束賦形的無源天線陣列，包括實現(xiàn)俯仰維波束賦形的俯仰維線陣，轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)方位維波束賦形的方位維功分網(wǎng)絡(luò)以及總饋電口。俯仰維線陣采用印刷振子作為天線單元，并設(shè)計了全并饋威爾金森功分網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)幅相加權(quán)；方位維功分網(wǎng)絡(luò)采用波導(dǎo)全并饋形式，以實現(xiàn)方位維波束賦形所需的幅相加權(quán)；俯仰維線陣通過轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)連接至方位維功分網(wǎng)絡(luò)的各支路上，實現(xiàn)方位維功分網(wǎng)絡(luò)對各俯仰維線陣的良好饋電；總饋電口連接至方位維功分網(wǎng)絡(luò)的總口，并給方位維功分網(wǎng)絡(luò)進行饋電。本發(fā)明可實現(xiàn)相互獨立的兩維波束賦形，利于設(shè)計與實現(xiàn)，并且方位維功分網(wǎng)絡(luò)所采用的波導(dǎo)形式可以提高天線效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線陣列技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種兩維波束賦形的無源天線陣列。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代電子對抗技術(shù)、電子偵察系統(tǒng)的快速發(fā)展，在無線通信、雷達探測中，天線作為電磁波的收發(fā)部件，是無線電系統(tǒng)的重要組成部分，而且針對不同的應(yīng)用場合，往往對天線具有不同的要求。例如，對空通信和探測要求下，一方面天線通常要求對地實現(xiàn)低副瓣，以期減少電磁波照射到地面后，地面物體產(chǎn)生的反射所造成的多路徑干擾；另一方面則希望對空實現(xiàn)寬波束或者進行掃描，以實現(xiàn)空域的覆蓋，避免通信、雷達探測盲區(qū)的出現(xiàn)。方位維則往往有相對于俯仰維有不同的要求，例如，在雷達探測領(lǐng)域往往需要確定目標(biāo)的方位角，因此希望方位維實現(xiàn)窄波束低副瓣，從而避免雜波干擾。因此，根據(jù)不同的應(yīng)用場合，方位維和俯仰維往往需要分別進行賦形，考慮到成本，針對兩維賦形的無源天線陣列具有很大的需求。但是現(xiàn)有技術(shù)中尚無相關(guān)描述。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種兩維波束賦形的無源天線陣列。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種兩維波束賦形的無源天線陣列，包括總饋電口、方位維功分網(wǎng)絡(luò)、轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)和俯仰維線陣；

所述總饋電口位于方位維功分網(wǎng)絡(luò)的總口，給所述方位維功分網(wǎng)絡(luò)提供射頻信號；所述轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)位于方位維功分網(wǎng)絡(luò)和俯仰維線陣之間，用于連接方位維功分網(wǎng)絡(luò)各支路和對應(yīng)的俯仰維線陣，所述方位維功分網(wǎng)絡(luò)通過轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)給各個俯仰維線陣提供射頻信號。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：(1)兩維賦形相互獨立，利于設(shè)計與實現(xiàn)；(2)各部分有獨立接口，利于測試與調(diào)試；(3)俯仰維線陣PCB加工工藝易實現(xiàn)，大批量成本低；(4)方位維波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)損耗低，易于實現(xiàn)高效率，高增益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種兩維波束賦形無源天線陣列整體結(jié)構(gòu)框架。

圖2為本發(fā)明一種兩維波束賦形無源天線陣列俯仰維線陣結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明一種兩維波束賦形無源天線陣列方位維功分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明一種俯仰維“余割平方”波束賦形方位維低副瓣賦形的天線陣列整體結(jié)構(gòu)。

圖5為本發(fā)明一種俯仰維“余割平方”波束賦形方位維低副瓣賦形的天線陣列俯仰維線陣結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明一種俯仰維“余割平方”波束賦形方位維低副瓣賦形的天線陣列方位維功分網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

圖7為本發(fā)明一種俯仰維“余割平方”波束賦形方位維低副瓣賦形的天線陣列工作在16GHz時俯仰維的輻射方向圖。

圖8為本發(fā)明一種俯仰維“余割平方”波束賦形方位維低副瓣賦形的天線陣列工作在16.5GHz時俯仰維的輻射方向圖。

圖9為本發(fā)明一種俯仰維“余割平方”波束賦形方位維低副瓣賦形的天線陣列工作在17GHz時俯仰維的輻射方向圖。

圖10為本發(fā)明一種俯仰維“余割平方”波束賦形方位維低副瓣賦形的天線陣列工作在16GHz時方位維的輻射方向圖。

圖11為本發(fā)明一種俯仰維“余割平方”波束賦形方位維低副瓣賦形的天線陣列工作在16.5GHz時方位維的輻射方向圖。