[發明專利]一種圓極化相控陣天線單元

在審

• 申請號: 201811431281.0
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109586010A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 祖亞運;龔樹軍
• 申請（專利權）人: 北京華航無線電測量研究所
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明一種圓極化相控陣天線單元由金屬波導、聚酰亞胺介質材料、匹配結構、連接器、圓極化器組成；所述金屬波導，為金屬材質，其形狀為倒L型，L型的頂部為方型；側面為矩形；將所述聚酰亞胺介質材料填滿金屬波導，且聚酰亞胺介質塊凸出金屬波導；所述連接器為波導的饋電結構，連接器固接于金屬波導下的空間內，連接器有兩路探針，一路為信號輸入端與信號源連接，一路為輸出端與金屬波導的側面連接；所述金屬波導的側面為饋電波導腔，其內部有匹配結構，是階梯型金字塔結構，與連接器的輸出端探針連接。所述圓極化是階梯型膜片結構，位于金屬波導頂部的中間位置。本發明加工簡單，保證產品的合格率和精度。

技術領域

本發明涉及相控陣天線，特別是一種采用金屬波導的圓極化相控陣天線單元。

背景技術

相控陣天線是通過控制陣列中各陣元的相位實現天線波束指向在空間中掃描或轉動，是現代相控陣雷達系統的重要部件。飛行器上的通信系統要求天線單元具有低剖面，以滿足設備安裝需求；陣元間距小，實現波束寬角掃描；功率容量大，能承受較大發射功率。

圓極化天線能接收任意極化的電磁波，且它的輻射波也可以被任意極化的天線接收。圓極化相控陣天線應用在飛行器的通信系統上，其波束指向能迅速地隨著飛行器的姿態和位置的變化而變化。

圓極化相控陣天線單元形式可分為波導、微帶及螺旋類天線，多用同軸線進行饋電。波導類天線采用同軸線饋電時，同軸線內導體探入波導腔中一定深度，不與波導壁連接。由此帶來的問題是，在加工生產時，同軸線內導體探入的精度嚴重影響波導天線的駐波性能，甚至導致天線無法使用。

發明內容

本發明針對現有波導天線饋線探入精度影響天線性能的問題，提出了一種圓極化相控陣天線單元，加工簡單，保證產品的合格率和精度。

本發明由金屬波導、聚酰亞胺介質材料、匹配結構、連接器、圓極化器組成；

所述金屬波導，為金屬材質，其形狀為倒L型，L型的頂部為方型；側面為矩形；

將所述聚酰亞胺介質材料填滿金屬波導，且聚酰亞胺介質塊凸出金屬波導；

所述連接器為波導的饋電結構，連接器固接于金屬波導下的空間內，連接器有兩路探針，一路為信號輸入端與信號源連接，一路為輸出端與金屬波導的側面連接；

所述金屬波導的側面為饋電波導腔，其內部有匹配結構，是階梯型金字塔結構，與連接器的輸出端探針連接。

所述圓極化是階梯型膜片結構，位于金屬波導頂部的中間位置。

進一步，其特征在于所述連接器不能突出金屬波導的邊界。

進一步，其特征在于所述連接器為波導的饋電結構，為長方體。

相比于常規的波導天線具有以下特征及優點：

1、工作頻帶寬。采用金屬波導的圓極化相控陣天線單元駐波小于2的頻帶寬度為2.1GHz。

2、剖面低。波導圓極化相控陣天線單元的剖面高度為15mm。

3、寬角匹配性能好。聚酰亞胺介質塊加載在波導腔內，縮小了天線單元的口徑，天線的大小僅為9mm×9mm，組成陣列后天線掃描±45°，時，增益下降小于3dB，天線具有良好的寬角掃描性能。

4、加工簡單。本發明采用了饋電匹配結構，使得饋線的探針可以和波導壁直接焊接，消除了加工時，饋線探入深度的精度帶來的影響。

附圖說明

圖1是天線單元仰視圖。

圖2是天線單元正等側視圖。

圖3是波導內部結構俯視圖。

圖4為本發明中金屬波導的立體圖