[實(shí)用新型]雙極化緊耦合偶極子陣列天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720441202.9
• 申請(qǐng)日: 2017-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN207338627U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱俊杰;郭瑩;李雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q9/16;H01Q21/00;H01Q21/24
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔;徐曉鷺

本實(shí)用新型公開一種雙極化緊耦合偶極子陣列天線，天線單元由同類型的兩個(gè)單極化偶極子單元正交組合而成，單極化偶極子單元?jiǎng)t由交指型偶極子和饋線巴侖、金屬地板、寬角匹配層組成。其中饋電巴倫由三部分組成：與偶極子連接的共面帶線部分，饋電端與同軸線連接的漸變?nèi)俏鬏斁€以及中間的過(guò)渡部分。本實(shí)用新型在偶極子陣列天線的基礎(chǔ)上，利用陣元間的互耦效應(yīng)來(lái)拓展頻帶帶寬，引入寬角匹配層來(lái)改善天線陣的寬角掃描特性；且對(duì)共面帶線饋電下在特定頻點(diǎn)處存在的共模電流所引起的共模諧振進(jìn)行處理，通過(guò)在金屬地與漸變地之間設(shè)置50歐姆的電阻，分流共模電流，不僅使共模諧振消失，同時(shí)還拓展了天線的工作帶寬，且整個(gè)工作帶寬內(nèi)的性能有很好的提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超寬帶天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于交指型緊耦合偶極子單元的雙極化超寬帶寬角天線陣列。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的超寬帶陣列天線因?yàn)槠鋬?yōu)勢(shì)得到了迅猛發(fā)展，而隨著研究的不斷深入，他們的缺點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn)。首先，也是最重要的制約因素，是陣列間的耦合給性能帶來(lái)的影響。由于陣列天線的陣元往往排布緊密，相鄰單元間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的耦合，使得陣列單元的場(chǎng)分布與單個(gè)超寬帶天線不同，進(jìn)而影響整個(gè)陣列的性能。除了耦合問(wèn)題外，超寬帶天線的體積問(wèn)題也備受詬病，傳統(tǒng)的Vivaldi天線陣、脊背漸變開槽天線陣為了實(shí)現(xiàn)阻抗的漸變，往往需要較長(zhǎng)的長(zhǎng)度；傳統(tǒng)的平面螺旋天線，為了實(shí)現(xiàn)超寬帶特性，需要較大的半徑。可見傳統(tǒng)的超寬帶天線陣由于其體積，難以實(shí)現(xiàn)小型化、易共形等要求。

超寬帶緊耦合天線陣，相比于傳統(tǒng)的陣列巧妙化解了陣元間耦合的影響，與傳統(tǒng)陣列選擇抑制耦合或者消除耦合不同，超寬帶耦合天線陣選擇和利用并加強(qiáng)耦合來(lái)拓展天線帶寬。基于利用耦合拓展帶寬的理念，緊耦合天線陣不是傳統(tǒng)寬帶天線而是振子作為陣單元，典型大小僅為最大工作頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的二分之一，體積遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的超寬帶天線。在剖面高度方面，緊耦合天線為了提高正向輻射，需要在陣列平面一下四分之一中心頻率波長(zhǎng)處放置一塊金屬反射板。相比與Vivaldi天線等，剖面高度已經(jīng)得到了極大的壓縮。除了前述兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，緊耦合天線陣還有易共形、寬角掃描、低RCS(Radar Cross Section)、交叉極化性能好等優(yōu)勢(shì)。

研究表明，這種新型陣列具有超寬頻帶特性，寬角掃描的特性；由于天線電尺寸極小，組陣后天線陣列整體體積小，雷達(dá)散射口徑小，故其還可以用于共形，且不會(huì)對(duì)被共形物件的氣動(dòng)性能產(chǎn)生較大影響。對(duì)于該種新型陣列技術(shù)，如何通過(guò)其特性設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)成為研究的方向，因此，對(duì)這種新穎的天線結(jié)構(gòu)開展研究從而獲得更高性能的天線技術(shù)指標(biāo)具有重要的實(shí)際工程意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于交指型雙極化緊耦合偶極子陣列天線，利用偶極子陣元間的強(qiáng)耦合作用，加上匹配的饋線結(jié)構(gòu)，此天線具有更好的寬帶寬角性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

提供一種雙極化緊耦合偶極子陣列天線，該天線陣列包括若干雙極化天線單元，所述雙極化天線單元包括正交放置的單極化偶極子單元，所述單極化偶極子包括交指段，所述交指段設(shè)計(jì)為相互扣緊的形式。

所述雙極化偶極子單元包括左右兩個(gè)正交的單極子，每個(gè)單極子包括偶極子臂和交指段；所述偶極子臂為半開口，兩個(gè)偶極子臂的開口向外設(shè)置，所述開口處連接交指段；屬于同一單極化偶極子單元的交指段互補(bǔ)插合，形成耦合。