[发明专利]一种阵列天线

说明书

本发明公开了一种阵列天线，包含辐射单元和馈电网络两个部分，所述辐射单元和馈电网络形成一层状结构，该层状结构包含两层介质基片、三层金属层和一个粘贴介质层，从上至下分别为顶部金属层、第一层介质基片、粘贴介质层、中间金属层、第二层介质基片和底部金属层；顶部金属层用于形成所述辐射单元，该馈电网络包括用于激励每个辐射子阵的基片集成波导。与现有技术相比，本发明可以实现阵列天线结构的紧凑，同时，等幅同相的馈电形式可以实现整个天线的辐射方向始终指向法向，避免波束摇头，此外，馈电网络使用基片集成波导结构，可以降低馈电网络引起的损耗，整个天线拥有较宽的带宽。

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种阵列天线。

背景技术

随着社会的进步和技术的发展，对于实现电子系统高性能、小型化的需求日益迫切。阵列天线在通信、导航、雷达、探测等诸多领域的电子系统里面有着广泛的应用，能够实现高性能，小型化的阵列天线结构必然能带来良好的经济效益和社会效益。

当前社会，汽车变得越来越普及，与此同时，频发的道路交通事故迫使行车安全成为了一个广泛关注的话题，作为汽车主动安全辅助驾驶系统关键部件的车载雷达成了学术界和工业界研究的热点。天线作为无线电子设备中的关键性器件，其性能将决定这整个无线电子设备的性能。阵列天线在雷达系统中得到了广泛的应用，雷达系统采用的天线方案对雷达的整体作用以及整体性能指标有着重要的影响，

之前已公开的相关车载雷达天线还存在如下一些问题：

1、大部分天线采用从一端馈电的形式，会引起波束摇头的问题；

2、馈电网络占用了一定的电路面积，整个天线结构不够紧凑；

3、天线的带宽比较窄；

4、馈电网络损耗大。

因此，当前用在车载雷达系统的阵列天线还存在以上问题亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种结构紧凑、体积小、能避免波束摇头且拥有较宽的带宽的阵列天线。

为达到上述目的，本发明技术方案是这样实现的：

一种阵列天线，包含辐射单元和馈电网络两个部分，其特征在于，所述辐射单元和馈电网络形成一层状结构，该层状结构包含两层介质基片、三层金属层和一个粘贴介质层，从上至下分别为顶部金属层、第一层介质基片、粘贴介质层、中间金属层、第二层介质基片和底部金属层；顶部金属层用于形成所述辐射单元，所述顶部金属层包括辐射子阵以及位于每个辐射子阵中心的微带功分器，所述辐射子阵由呈阵列布置的金属贴片构成；中间金属层、第二层介质基片和底部金属层用于形成所述馈电网络，该馈电网络包括用于激励每个辐射子阵的基片集成波导。

所述金属贴片为正方形，采用2×2^N的阵列排布形式，每行上2^N个金属贴片的对角线在一条水平直线上，每列上2个金属贴片的对角线在一条竖直直线上；所述微带功分器为由两条平行细窄微带线(宽度小于0.05倍电磁波在空气中的工作波长)和将两条平行微带线在中部连接的中心微带线构成的一个“工”形结构，四个正方形金属贴片的一个角各自与“工”字形微带功分器的一个端口相连，这样的四个正方形金属贴片形成一个辐射子阵，整个辐射单元共有2^N-1个辐射子阵。

在每个基片集成波导上开设有一个用于激励所述辐射子阵的横缝，该横缝的中心与辐射子阵中心的微带功分器的中心重合，横缝与中心微带线垂直，通过缝隙耦合激励位于顶部金属层的微带功分器，实现对顶部金属贴片的同相馈电；

基片集成波导宽边横缝通过与横缝垂直的边上的端口输入信号，通过正置和反置相互交错的“T”形基片集成波导形成的功率分配网络给各个基片集成波导宽边横缝提供等幅等相的输入。