[發明專利]一種低剖面高集成度天線有源子陣

在審

• 申請號: 202111163587.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113809536A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 鄒景孝;王建偉;鄒鑫;徐正偉
• 申請（專利權）人: 重慶兩江衛星移動通信有限公司
• 主分類號: H01Q1/42
• 分類號: H01Q1/42;H01Q5/50;H01Q15/00;H01Q21/06;H01Q23/00;H01Q3/34;H01Q3/28;H01Q1/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王鵬程

本發明公開了一種低剖面高集成度天線有源子陣，包括：模塊集成在微波板上的天線罩、天線模塊、射頻模塊、功分網絡和波控模塊。其中，天線罩覆蓋在所天線模塊的上方，射頻模塊的輸入端分別與功分網絡和波控模塊連接，射頻模塊的輸出端通過微帶線與天線模塊連接。本發明在不增加集成印制板厚度的情況下，采用基于蝕刻有特殊圖案的頻率選擇表面的蜂窩夾層天線罩，與高度集成在一起的天線模塊、射頻模塊、功分網絡和波控模塊相互配合，通過調相、調幅等手段，使頻率選擇表面與電磁波產生相互作用而出現明顯的帶通或帶阻的濾波特性，實現天線在不增加集成印制板厚度的前提下，使天線滿足寬度寬角特性，同時減少±60°大角度掃描在天線各剖面的增益。

技術領域

本發明涉及一種天線有源子陣，具體而言，涉及一種低剖面高集成度天線有源子陣。

背景技術

相控陣系統要求天線單元/陣面能夠實現寬角寬帶特性，即天線單元在10％以上工作頻帶內波束掃描±60°角度均能保持較好的有源駐波匹配。

現有相控陣系統多采用微帶天線。為了使采用微帶天線的相控陣系統實現寬角寬帶特性，通常采用展寬微帶天線的帶寬的來實現，即采用多疊層貼片的方法展寬微帶天線的帶寬。然而，運用此方法展寬帶寬取決于頻段與印制板的厚度，頻段越高，印制板越厚，工作帶寬展寬的效果越明顯。目前，運用較廣的印制板為高密度集成印制板，其要求將天線、饋電網絡、芯片波控及電源層集成在同一張多層印制板上，采用增大印制板厚度或者層數(多疊層)的辦法展寬帶寬。但是，在增大高密度集成印制板厚度的過程中，由于天線、饋電網絡、芯片波控及電源層的集成要求，使高密度集成印制板的厚度受限于印制板加工的孔徑比，從而使帶寬展寬的效果受到影響。

有鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：現有的通過增大高密度集成印制板的厚度來展寬天線的帶寬的方式受限于印制板加工的孔徑比，使得帶寬展寬的效果受到影響，不易滿足天線的寬角寬帶特性。目的在于提供一種低剖面高集成度天線有源子陣，在不增加集成印制板厚度的情況下，采用基于蝕刻有特殊圖案的頻率選擇表面的蜂窩夾層天線罩，與高度集成在一起的天線模塊、射頻模塊、功分網絡和波控模塊相互配合，使頻率選擇表面與電磁波產生相互作用而出現明顯的帶通或帶阻的濾波特性，實現天線在不增加集成印制板厚度的前提下，使天線滿足寬度寬角特性，同時減少±60°大角度掃描在天線各剖面的增益。

本發明通過下述技術方案實現：

一種低剖面高集成度天線有源子陣，包括：天線罩、天線模塊、射頻模塊、功分網絡和波控模塊；所述天線模塊、所述射頻模塊、所述功分網絡和所述波控模塊集成在微波板上，所述天線罩覆蓋在所天線模塊的上方，所述射頻模塊的輸入端分別與所述功分網絡和所述波控模塊連接，所述射頻模塊的輸出端通過微帶線和信號過孔與所述天線模塊連接。

所述天線罩包括：底部介質層、蜂窩夾層和頂部介質層；所述天線模塊包括：多個天線單元。所述底部介質層靠近所述天線模塊的一面為頻率選擇表面。

所述頻率選擇表面上包括多個貼片，所述貼片的邊緣開設有4個呈中心對稱分布的T型槽，所述貼片為圓形或矩形。

所述蜂窩夾層包括多個六邊形結構，所述六邊形結構與所述天線單元一一對應，所述六邊形結構與所述貼片一一對應；在俯視角度上，所述貼片位于所述六邊形結構的內部。

信號首先進入所述功分網絡，然后經過所述射頻模塊，再由所述天線模塊向外輻射，最后穿過所述天線罩進入周圍空域。