[發(fā)明專利]一種基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器及生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810094455.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108631046B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗俊剛;孫雪蕾;張雨生;喬兆龍;胡岸勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/48;H01Q21/06;G01R29/10
• 代理公司: 11251 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 安麗

1.一種基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于包括：二維陣列天線口面、陣列天線單元和陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)；所述陣列天線單元位于所述二維陣列天線口面的一側(cè)；所述饋電天線網(wǎng)絡(luò)分布于陣列天線單元的另一側(cè)，用于為陣列天線單元提供所需要激勵(lì)的幅度和相位信號(hào)；所述準(zhǔn)平面波生成器能夠?qū)崿F(xiàn)在距二維陣列天線口面一定距離處形成高質(zhì)量準(zhǔn)平面波靜區(qū)；所述準(zhǔn)平面波生成器的工作頻帶為0.67-1.5倍中心頻率且能夠根據(jù)使用頻段設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)頻段，形成相對(duì)應(yīng)頻段的準(zhǔn)平面波生成器,或形成同時(shí)在兩個(gè)或多個(gè)頻段共用口面的準(zhǔn)平面波生成器；

所述陣列天線單元為周期性排列或非周期性排列；

在所述陣列天線單元采用周期性排列時(shí)，所述陣列天線單元中各陣元間距在0.3倍最低工作頻率波長(zhǎng)到2倍最低工作頻率波長(zhǎng)之間；

在所述陣列天線單元采用非周期排列時(shí)，所述陣列天線單元中陣元采用稀疏布陣，各陣元間距變化范圍在0.3倍最低工作頻率波長(zhǎng)到10倍最低工作頻率波長(zhǎng)之間；

在所述陣列天線單元采用周期性排列時(shí)，位于所述二維陣列天線口面中心附近的陣列天線單元采用等幅同相饋電；所述的等幅同相饋電區(qū)域的中心基本與二維陣列口面中心重合，且該區(qū)域的形狀與二維陣列天線口面形狀基本相同；所述的等幅同相饋電區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度可以在與之平行的二維陣列口面的邊長(zhǎng)的0.3-0.7倍最低工作頻段波長(zhǎng)之間變化；除去所述的等幅同相饋電區(qū)域外，在靠近邊緣的區(qū)域采用幅度錐削和相位錐削饋電，降低陣列天線口面的邊緣效應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：所述二維陣列天線口面的長(zhǎng)度和寬度的電尺寸在最低工作頻率波長(zhǎng)的10倍到100倍之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：所述二維陣列天線口面為平面或?yàn)榍妗?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：所形成的高質(zhì)量準(zhǔn)平面波靜區(qū)接近圓柱形，圓柱形的中心圓形截面與所述二維陣列天線口面平行，所述圓柱形的中心圓形截面距離所述二維陣列天線口面在0.1倍到3倍的所述二維陣列天線口面長(zhǎng)度之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：可形成的高質(zhì)量準(zhǔn)平面波靜區(qū)性能為：靜區(qū)內(nèi)電場(chǎng)幅度誤差為±1dB，相位誤差為±7.5°，靜區(qū)直徑至少為0.5倍所述二維陣列天線口面長(zhǎng)度，長(zhǎng)度至少為10倍最低工作頻率波長(zhǎng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：所述陣列天線單元為雙極化天線單元。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：所述雙極化天線單元為雙極化寄生貼片天線、雙極化Vivaldi天線、雙極化振子天線或雙極化對(duì)數(shù)周期天線。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：所述陣列天線單元中，各陣元之間布設(shè)吸波材料，降低所述二維陣列天線口面與待測(cè)天線之間的耦合對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：所述吸波材料為鐵氧體吸波材料、電介質(zhì)陶瓷吸波材料、多晶鐵纖維吸波材料、導(dǎo)電高分子吸波材料、納米吸波材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：所述陣列天線饋電網(wǎng)絡(luò)，利用不等分Wilkinson功分網(wǎng)絡(luò)、T型功分網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同陣列天線單元激勵(lì)的幅度和相位要求，并且獲得良好的端口內(nèi)匹配及端口間隔離性能。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基于陣列天線的準(zhǔn)平面波生成器，其特征在于：所述不等分Wilkinson功分網(wǎng)絡(luò)、T型功分網(wǎng)絡(luò)各端口回波損耗小于-15dB,端口隔離度小于-20dB。