[發(fā)明專利]一種高增益大角度掃描十字交叉天線

在審

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• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112563716A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 方佳;朱慶超;江濤;蔡偉營;張立新;金謀平;戴躍飛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H01Q1/12
• 分類號: H01Q1/12;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/00
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王瑞

本發(fā)明公開一種高增益大角度掃描十字交叉天線，包括寄生金屬片、介質(zhì)支撐件、十字交叉振子和饋電同軸；寄生金屬片位于高增益大角度掃描十字交叉天線的頂部，用于改善天線在大角度掃描時的阻抗匹配；介質(zhì)支撐件設置在寄生金屬片與饋電同軸之間，用于支撐寄生金屬片；十字交叉振子位于高增益大角度掃描十字交叉天線的中部，與饋電同軸相連；饋電同軸位于高增益大角度掃描十字交叉天線的底部；本發(fā)明工作于1.2GHz～1.6GHz頻段，在大幅度提高天線單元增益的同時，改善了天線大角度掃描時的阻抗匹配；本發(fā)明中所涉及的天線將天線的掃描范圍提高至±70°，天線掃描70°時兩個極化端口的最大駐波小于2，單元增益在工作頻帶內(nèi)可實現(xiàn)大于8dBi。

技術領域

本發(fā)明涉及天線技術領域，具體涉及一種高增益大角度掃描十字交叉天線。

背景技術

微波頻段常用的單元形式包括波導裂縫天線、開口波導輻射器、正交漸變槽天線、多點饋電的多層微帶貼片天線和十字交叉天線等。波導裂縫天線帶寬較窄，且掃描角較小，大角度掃描性能差，工程應用中存在重量大的缺點。開口波導輻射器適用于S波段以上，當用于低頻時尺寸和重量太大，且寬角匹配的調(diào)試方法不夠靈活，通常需要采用多層介質(zhì)覆蓋方式。正交漸變槽天線的優(yōu)點在于帶寬較寬，可實現(xiàn)超寬帶和寬角掃描，其缺點在于單元結構工藝復雜，電訊上要求結構連續(xù)否則將在工作頻帶內(nèi)激勵起諧振模式和惡化天線的帶內(nèi)駐波性能，因此工程設計上存在較大困難。多點饋電的多層微帶貼片天線存在加工工藝復雜、成本高昂等不足，在雷達系統(tǒng)中應用較少。

十字交叉天線由于結構簡單、易于加工、成本較低，且堅固耐用，因此廣泛用于大型雷達陣列中。對于雷達系統(tǒng)，寬角掃描可以帶來更大的空域覆蓋，單元增益提高可以增加雷達的探測距離。目前十字交叉天線空間掃描角較小，不超過60°，單元的增益也不大。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術缺陷，本發(fā)明采用的技術方案在于，提供一種高增益大角度掃描十字交叉天線，包括寄生金屬片、介質(zhì)支撐件、十字交叉振子和饋電同軸；所述高增益大角度掃描十字交叉天線在結構上整體采用對稱式結構；

所述寄生金屬片位于所述高增益大角度掃描十字交叉天線的頂部，用于改善天線在大角度掃描時的阻抗匹配；

所述介質(zhì)支撐件設置在所述寄生金屬片與所述饋電同軸之間，用于支撐所述寄生金屬片；

所述十字交叉振子位于所述高增益大角度掃描十字交叉天線的中部，與所述饋電同軸相連，用于向空間輻射信號；

所述饋電同軸位于所述高增益大角度掃描十字交叉天線的底部，用于將同軸線輸入的非平衡饋電轉換為平衡饋電。

較佳的，所述寄生金屬片為兩個十字交叉放置的金屬片，所述金屬片上設置有固定間距的若干圓孔。

較佳的，所述十字交叉振子上設置有兩對金屬臂，相對的兩個所述金屬臂為一對，兩對所述金屬臂相互正交，且其呈對稱分布。

較佳的，所述金屬臂由上至下沿遠離所述饋電同軸的方向傾斜設置，且所述金屬臂與所述饋電同軸形成夾角。

較佳的，所述饋電同軸的數(shù)量為兩組，兩組所述饋電同軸相互正交，兩組所述饋電同軸對兩對所述金屬臂分別進行饋電。

較佳的，每組所述饋電同軸包括金屬橋片、巴倫內(nèi)導體、空心金屬柱、實心金屬柱、金屬底座和介質(zhì)匹配塊，所述金屬橋片設置在所述介質(zhì)支撐件內(nèi)，所述空心金屬柱、所述實心金屬柱均固定設置在所述金屬底座上，所述巴倫內(nèi)導體和所述介質(zhì)匹配塊設置在所述空心金屬柱內(nèi)，多個所述介質(zhì)匹配塊設置在所述巴倫內(nèi)導體的外部并將所述巴倫內(nèi)導體固定在所述空心金屬柱內(nèi)，所述同軸線與所述實心金屬柱通過所述金屬橋片連接，所述同軸線包括所述巴倫內(nèi)導體與所述空心金屬柱。