[發明專利]一種用于三角柵格寬帶平面陣的集成幅相監測裝置

有效

• 申請號: 202110060804.0
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112881816B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 周雷;溫亞慶;施揚逸;叢友記
• 申請（專利權）人: 中國船舶集團有限公司第七二四研究所
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于三角柵格寬帶平面陣的集成幅相監測裝置。包括耦合微帶線、直線形屏蔽線、波浪形屏蔽線以及貫穿屏蔽線的金屬化孔。其特點是通過在耦合線兩側加載波浪形屏蔽線，減小了單元之間的能量串擾，降低了頻帶內耦合線與天線單元之間耦合系數的波動幅度，提升了對每個天線單元的幅相監測能力。整個監測裝置與平面天線集成一體化設計，易于與雷達系統集成，本發明使得相控陣具有寬帶、結構簡單、集成度高且幅相監測性能穩定的特點。

技術領域

本發明屬于雷達天饋線技術領域，尤其涉及一種三角柵格平面陣的集成幅相監測裝置。

背景技術

當今，數字化雷達是發展主流，不僅要求天線陣具有寬角工作、寬角掃描的電性能，還要求其具有平面化、低剖面、重量輕以及集成化的結構性能，并要求天線陣具有對全陣面各有源天線單元幅度相位進行監測的功能。傳統的Vivaldi天線、喇叭天線、對數周期天線、印刷陣子天線等類型的天線剖面高，不易于與系統平面化集成，內監測網絡不易于與整個天線陣面一體化集成設計。已有幅相監測裝置中，已有相關技術人員對不同柵格排列形式的陣列天線進行了內監測網絡與天線一體化集成化設計研究，提出了不同設計方法，各有優缺點。針對特定的寬帶三角柵格平面形式的天線陣列，在寬帶情況下，由于陣列天線單元互耦效應的存在，頻帶內各有源單元的幅度監測值起伏較大，對系統的監測動態范圍要求高，影響系統的監測穩定性。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明提出了一種用于三角柵格寬帶平面陣的集成幅相監測裝置，其監測網絡與天線一體化集成設計，實現了穩定的幅相監測功能。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于三角柵格寬帶平面陣的集成幅相監測裝置，包括耦合微帶線、直線形屏蔽線、波浪形屏蔽線以及貫穿屏蔽線的金屬化孔。監測裝置整體位于三角柵格排列的兩行相鄰天線單元中間，集成于天線饋線層和天線貼片層的印制板上。耦合微帶線位于相鄰兩行天線中間的天線饋線層上，位于饋線層上兩行天線微帶饋線中間，與微帶饋線平行；直線形屏蔽線位于耦合微帶線兩側，與天線單元位置相互錯開；波浪形屏蔽線位于相鄰兩行天線輻射貼片中間，與天線輻射貼片位于同層；貫穿屏蔽線的金屬化孔將直線形屏蔽線、波浪形屏蔽線和地板相連接。

本發明還可以應用于大規模陣列，當陣列規模擴大時，在每間隔兩行天線單元中間引入另一條接地的波浪形屏蔽線，但不放置耦合微帶線,每兩行中間的波浪形屏蔽線相錯位。

本發明與現有技術相比，其有益的效果是：

本發明中的屏蔽線式幅相監測網絡裝置，通過在微帶耦合線上加載波浪形屏蔽線，降低了單元之間耦合能量相互串擾，改善對陣面天線單元幅相監測的穩定性的同時，提升了陣面掃描能力。

下面將結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是本發明所述平面陣模塊外觀示意圖。1是背腔型天線單元模塊，2是屏蔽線式幅相監測網絡裝置模塊，3是寄生金屬螺釘。

圖2是所示平面陣模塊具體組成示意圖。4是天線頂層介質基板，5是天線中間介質基板，6是天線底層介質基板，7是金屬反射板，8是金屬化短路柱，9是金屬諧振腔，10是頂層波浪形屏蔽線。

圖3是天線底層介質基板的電路示意圖。11是天線饋電耦合微帶線，12是饋線層耦合線屏蔽線，13是微帶形式監測耦合線。

圖4是大規模平面陣及監測裝置示意圖示意圖。14是間隔行波浪形屏蔽線。

圖5是E面掃描時陣中天線單元有源電壓駐波比。

圖6是H面掃描時陣中天線單元有源電壓駐波比。

圖7是耦合線電壓波比及傳輸損耗系數。

圖8是引入波浪形屏蔽線前天線單元與耦合線間的耦合度。