[實用新型]具有電大尺寸特性的低柵瓣微帶陣列天線

有效

• 申請號: 201822121611.8
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN209045777U
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 張云陽;曹文權;錢祖平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: H01Q21/08
• 分類號: H01Q21/08;H01Q21/00;H01Q9/04;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

一種具有電大尺寸特性的低柵瓣微帶陣列天線，包括由上至下層疊設置的上層金屬地板及輻射單元陣列、上層介質基板、粘合層金屬地板及不等功率分配網絡、粘合層基板、下層介質基板和下層金屬地板，輻射單元陣列包括8個等間距橫向排列的具有電大尺寸特性的正方形貼片天線單元，正方形貼片天線單元包括一正方形貼片，正方形貼片上設有2排縱向細縫；在上層金屬地板上設有8個正方形槽并沿其邊設置第一金屬化過孔，各正方形貼片天線單元分別被一對一的設置在各上層金屬地板上的正方形槽中。本實用新型能夠在同等工作頻率下，擴大陣列天線尺寸，并在單元均勻排布的前提下，克服了陣列天線因單元間距過大所產生的柵瓣問題。

技術領域

本實用新型屬于天線技術領域，具體涉及一種具有電大尺寸特性的低柵瓣微帶陣列天線。

背景技術

微帶天線作為無線通信系統之間信息傳遞的重要組成部分，被廣泛應用于軍事、民用等領域。根據微帶天線半波長諧振條件計算，微帶天線的尺寸為0.5倍諧振頻率波長。所以，隨著微帶天線工作頻率的增加，天線的尺寸將越來越小，這使得工作在高頻毫米波波段的微帶天線的加工工藝達到微米級，加工難度將大大增加。很顯然，在高頻毫米波波段，突破半波長諧振條件的限制而將天線尺寸擴大，具有一定的現實意義，這可以在一定程度上減小天線對加工工藝的要求，同時方便天線在設備上的固定安裝。

同時，為滿足天線在實際應用中的高增益的需求，有效的方法是對天線單元進行組陣。根據薛正輝、李偉明和任武編著的《陣列天線分析綜合》48頁所述的內容，以及鐘順時編著的《天線理論與技術》124頁所述的內容可知，對于均勻排布的N元線陣，只有當陣元間距小于1倍工作波長時，才能保證陣列天線的方向圖不會出現柵瓣。但是，傳統半波長諧振天線的尺寸為0.5倍諧振頻率波長，然而電大尺寸天線的尺寸已經大于1倍諧振頻率波長，這使得電大尺寸天線在組陣時的陣元間距必定也大于1倍諧振頻率波長。根據上述微帶天線組陣技術可知，為了避免柵瓣的產生，陣列天線的陣元間距要小于1倍諧振頻率波長。當陣列天線的陣元間距大于1倍諧振頻率波長時，陣列天線的方向圖就會出現嚴重的柵瓣，進而影響天線的使用。

目前，減少陣列天線柵瓣的方法是通過對天線單元或天線子陣進行非均勻排布，這些方法存在以下特點：一是需要大量的天線單元；二是天線單元的排布方式相對復雜，不但優化繁瑣，而且加工難度大大提升；三是所用的天線單元的尺寸均為0.5倍諧振頻率波長；四是天線單元的間距并不是都大于1倍波長，需要通過復雜的優化來確定每個單元的位置，進而確定各個單元之間的間距。然而，這些方法都難以應用于尺寸大于1倍諧振頻率波長的電大尺寸天線單元。因此，利用具有電大尺寸特性的天線單元來實現均勻排布方式下的低柵瓣陣列天線成為一大難點。

實用新型內容

本實用新型提供一種具有電大尺寸特性的低柵瓣微帶陣列天線，本實用新型能夠在同等工作頻率下，擴大陣列天線尺寸，降低了高頻毫米波天線因尺寸過小而對加工工藝提出的要求，方便天線在設備上的固定安裝，并在單元均勻排布的前提下，克服了陣列天線因單元間距過大所產生的柵瓣問題。

本實用新型采取的技術方案是：

一種具有電大尺寸特性的低柵瓣微帶陣列天線，包括：由上至下層疊設置的上層金屬地板及設置于所述上層金屬地板的輻射單元陣列、上層介質基板、粘合層金屬地板及刻蝕在所述粘合層金屬地板上的不等功率分配網絡、粘合層基板、下層介質基板和下層金屬地板，所述不等功率分配網絡的輸入端作為天線輸入端，不等功率分配網絡的輸出端連接于輻射單元陣列，

所述的輻射單元陣列包括8個等間距橫向排列的具有電大尺寸特性的正方形貼片天線單元，所述正方形貼片天線單元的邊長為1.1倍工作頻段中心頻率波長且相鄰正方形貼片天線單元等間距為1.4倍工作頻段中心頻率波長，所述正方形貼片天線單元包括一正方形貼片，在正方形貼片上設有2排縱向細縫，并且，每排細縫包括2條短細槽和1條長細槽且所述長細槽位于2條短細槽之間；