[發(fā)明專利]一種大掃描角陣列天線及其設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910784356.1
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN110492252B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝少毅;李佳偉;邵浩;郭樂田;鄧廣健;黃文華;張余川
• 申請（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究院
• 主分類號: H01Q21/29
• 分類號: H01Q21/29;H01Q21/00;H01Q1/50
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種大掃描角陣列天線，其特征在于：

包括框架1以及天線子陣2；

框架1內(nèi)設(shè)置有N×M個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域設(shè)置一個(gè)天線子陣2；

每個(gè)天線陣2包括TR組件子陣3、子陣饋電轉(zhuǎn)接板4以及子陣天線板5；子陣饋電轉(zhuǎn)接板4的輸入端與所述TR組件子陣3連接，子陣饋電轉(zhuǎn)接板4的輸出端與子陣天線板5的輸入端連接，子陣天線板5以天線單元組6為輸出；

每個(gè)TR組件子陣3包括n×m個(gè)TR組件7；每個(gè)TR組件子陣3中TR組件7的水平方向間隔為dx，俯仰方向間隔為dy；

天線單元組6包括n×m個(gè)天線單元8；每個(gè)天線單元組6中n×m個(gè)天線單元8的水平方向間隔為ax，俯仰方向間隔為ay；

天線單元組6整體偏心設(shè)置在一個(gè)子陣天線板5上；

不同子陣天線板5上天線單元組6的偏心量均不同；

其中，ax/dx＝sx，ay/dy＝sy，sx定義為水平方向壓縮系數(shù)，sy定義為俯仰方向壓縮系數(shù)，sx和sy的取值范圍是0.6-0.9；N，M，n，m為大于等于1的正整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大掃描角陣列天線，其特征在于：

子陣饋電轉(zhuǎn)接板包括TR組件連接層，第一轉(zhuǎn)接層以及天線板連接層；

TR組件連接層的輸入端表面設(shè)置有與TR組件一一對應(yīng)的n×m個(gè)第一接頭，輸出端表面設(shè)置有與第一轉(zhuǎn)接層輸入表面輸入端口一一對應(yīng)n×m個(gè)第一探針；

天線板連接層的輸入端表面設(shè)置有與第一轉(zhuǎn)接層輸出表面輸出端口一一對應(yīng)的n×m個(gè)第二探針，輸出端表面設(shè)置有n×m個(gè)第二接頭；

第一轉(zhuǎn)接層輸入表面的輸入端口之間的水平方向間隔為dx，俯仰方向間隔為dy；第一轉(zhuǎn)接層輸出表面的輸出端口之間的水平方向間隔為ax，俯仰方向間隔為ay；

第一轉(zhuǎn)接層輸入表面的每個(gè)輸入端口與第一轉(zhuǎn)接層輸出表面的每個(gè)輸出端口之間通過第一延長線連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大掃描角陣列天線，其特征在于：第一延長線的長度計(jì)算公式為：

其中，len1為第一延長線長度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大掃描角陣列天線，其特征在于：

子陣天線板包括子陣饋電轉(zhuǎn)接板連接層、第二轉(zhuǎn)接層以及天線單元連接層；

子陣饋電轉(zhuǎn)接板連接層的輸入端表面設(shè)置有與天線板連接層中n×m個(gè)第二接頭一一對應(yīng)的n×m個(gè)第三接頭，輸出端表面設(shè)置有與第二轉(zhuǎn)接層輸入表面輸入端口一一對應(yīng)n×m個(gè)第三探針；

天線單元連接層輸入表面的輸入端口設(shè)置有與第二轉(zhuǎn)接層輸出表面輸出端口一一對應(yīng)的n×m個(gè)第四探針，天線單元連接層輸出端表面的輸出端口對應(yīng)設(shè)置有天線單元；

第二轉(zhuǎn)接層輸入表面的輸入端口之間的水平方向間隔為ax，俯仰方向間隔為ay；第二轉(zhuǎn)接層輸出表面的輸出端口之間的水平方向間隔為ax，俯仰方向間隔為ay；第二轉(zhuǎn)接層輸出表面的所有輸出端口整體為偏心設(shè)置，且水平方向的偏心量為cx，俯仰方向的偏心量為cy；

第二轉(zhuǎn)接層輸入表面輸入端口與第二轉(zhuǎn)接層輸出表面輸出端口之間通過第二延長線連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大掃描角陣列天線，其特征在于：第二延長線的長度計(jì)算公式為：

其中，len2為第二延長線長度；

max_cx為第二轉(zhuǎn)接層輸出表面的輸出端口水平方向最大偏心量；

max_cy為第二轉(zhuǎn)接層輸出表面的輸出端口俯仰方向最大偏心量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大掃描角陣列天線，其特征在于：N×M×n×m≥1000。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大掃描角陣列天線，其特征在于：第一連接層和第二連接層均為帶線結(jié)構(gòu)，均通過兩層0.508mm厚的tly-5型介質(zhì)板壓合而成，介電常數(shù)2.2，損耗正切值為0.001。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大掃描角陣列天線，其特征在于：TR組件的水平方向間隔dx以及俯仰方向間隔dy的取值范圍為1-3個(gè)波長。