[實用新型]一種寬帶低剖面共背腔微帶縫隙陣列天線

有效

• 申請號: 201720004024.3
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN206332185U
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 袁洪;肖鴻;高國明;劉蓓蓓
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: H01Q13/18
• 分類號: H01Q13/18;H01Q1/50;H01Q21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于雷達天線領域，特別涉及一種寬帶低剖面共背腔微帶縫隙陣列天線，。

背景技術

隨著微帶天線技術的發展與應用，為了滿足通信和移動電子設備的寬帶化和小型化的要求，微帶縫隙天線得到了越來越多的關注。典型的微帶縫隙天線是由微帶傳輸線激勵介質基板接地面上的縫隙，被激勵的能量在縫隙上諧振從而形成輻射，這類天線具有結構簡單，剖面低等優點。一般而言，這類簡單的微帶縫隙天線-10dB回波損耗帶寬通常小于10％，相對工作帶寬較窄，并且對饋電微帶線和縫隙的相對位置較為敏感，由于雙向輻射造成天線增益降低，限制了其在寬帶射頻系統中的應用。

在傳統的微帶縫隙天線一側加載金屬背腔，可組成背腔微帶縫隙天線，這樣可以有效增加工作帶寬，抑制雙向輻射，提高天線增益。Georgh J.Monser等人在《Cavity backed slot antenna》中設計了一種工作在UHF頻段、具有8倍頻程工作帶寬的微帶饋電T形輻射縫隙，該天線加載深度為λ₀/4的矩形背腔，存在體積過大的問題。E.Rammos發表文獻《New Wideband High-Gain Stripline Planar Array for 12GHz Satellite Tv》，設計了一種X波段圓柱形背腔的4×4背腔微帶縫隙天線陣列，回波損耗帶寬達16.7％，具有背腔深度較小，有利于天線集成的優點，但其工作帶寬仍然相對較窄；且陣元尺寸過大，嚴重影響陣列掃描。在《Cavity-backed wide slot antenna》中，J.Hirokawa等人設計了一種寬帶背腔微帶縫隙天線其-10dB回波損耗帶寬達到35％，但是其采用的是長寬比為10:3的矩形寬縫作為基本輻射結構，導致天線表面尺寸較大。

本發明提出的寬帶低剖面共背腔微帶縫隙陣列天線，滿足了天線陣的寬帶性能同時，有效降低天線的剖面高度，降低陣列背腔的加工難度，減少了背腔的重量，實現寬帶背腔微帶縫隙陣列天線的一體化設計。

發明內容

本發明的目的在于克服現有微帶縫隙背腔陣列天線在兼顧寬頻帶和低剖面兩方面的不足，提供一種寬帶低剖面共背腔微帶縫隙陣列天線，具有寬頻帶、低剖面、尺寸小、重量輕、結構簡單、易于加工的優點。

本發明提出的寬帶低剖面共背腔微帶縫隙陣列天線，包括介質基板，饋電微帶線，輻射縫隙，金屬背腔，同軸連接器；金屬背腔采用矮腔結構，腔體內壁高度為λ₀/10；并且腔壁留有螺釘安裝孔用于將介質基板的固定在金屬背腔上部，在腔壁的外邊緣留有矩形臺階用于同軸連接器的安裝；介質基板和金屬背腔的幾何中心重合，介質基板通過金屬背腔腔壁上的螺釘緊密固定在金屬背腔上方；介質基板的上、下兩面鍍有金屬層，分別是上金屬層和下金屬層，其中下金屬層刻蝕有輻射縫隙，上金屬層刻蝕有饋電的微帶線；饋電微帶線垂直于輻射縫隙，且偏置在輻射縫隙的一側；微帶線一端為開路狀態，另一端位于介質基板的邊緣；介質基板插入同軸連接器的卡槽中，卡槽高度與介質基板厚度相等，同軸連接器的內導體與饋電微帶線焊接，通過同軸連接器的凸臺和腔壁矩形安裝臺階定位，再用螺釘固定安裝在金屬背腔上。

本發明中輻射縫隙的形狀、尺寸，微帶線的長度和偏置位置以及金屬背腔的尺寸，均需對寬帶低剖面共背腔微帶縫隙陣列天線性能的仿真優化來確定。

本發明與現有技術相比，具有如下顯而易見的實質性突出特點和顯著優點：金屬背腔的高度為λ₀/10，直接安裝于介質基板的下方，具有低剖面、結構簡單、易于加工的特點；背腔微帶縫隙陣列天線采用共背腔的設計，在滿足天線陣的寬帶性能同時，降低陣列背腔的加工難度，減少了背腔的重量，實現寬帶背腔微帶縫隙陣列天線的一體化設計。

附圖說明

圖1為本發明天線外觀示意圖。其中1-金屬背腔，2-介質基板，3-饋電微帶線，4-同軸連接器，5-螺釘安裝孔。

圖2為本發明天線介質基板結構示意圖。其中6-輻射縫隙。

圖3為本發明天線金屬背腔結構示意圖。其中7-矩形臺階。

圖4為本發明一實施例的天線同軸連接器結構正視圖。

圖5為本發明一實施例的天線同軸連接器結構側視圖。

圖6為本發明一實施例的陣中天線單元回波系數仿真曲線。

圖7為本發明一實施例在中心頻率E面仿真輻射方向圖。

圖8為本發明一實施例在中心頻率H面仿真輻射方向圖。

具體實施方式