[发明专利]一种阵列天线系统

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体地讲涉及一种阵列天线系统。

背景技术

阵列天线在无线通信以及其它应用领域有着非常广泛的应用，其能够产生较为灵活的方向图以满足不同场景的需求，且通过将多个天线组成阵列能够产生更高的增益。

然而，阵列天线(尤其是小间距阵列天线)都存在互耦效应的问题。在传统天线阵列的研究中，常会假设天线单元工作于理想情况下，并不会考虑互耦效应的影响，这就会导致阵列天线的实际情况与预期出现偏差。在实际的阵列天线系统中，天线单元之间并非独立和无关联的，每一个天线单元都可以看成是开放型电路，因而存在着天线单元间的能量耦合，尤其是在阵列天线小型化的发展趋势下，互耦问题成为制约阵列天线性能提高的关键问题。

因此，提供一种能够有效抑制互耦效应的阵列天线很有必要。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种阵列天线系统，其能够有效抑制天线之间的互耦效应，降低了天线的波动幅度，提高了阵列天线的性能，同时也提高了收发天线之间的隔离度。

本发明采用以下技术方案：

一种阵列天线系统，包括至少一个发射天线和至少一个接收天线，发射天线与接收天线之间、发射天线远离接收天线的一侧、接收天线远离发射天线的一侧均设有傀儡天线。

优选的，所述发射天线和接收天线的结构完全相同，发射天线和接收天线位于同一介质板上，所述发射天线、接收天线和傀儡天线均在长度方向上相互平行。

进一步优选的，所述发射天线和接收天线的天线层均位于介质板的正面，发射天线和接收天线的金属地层均位于介质板的背面；所述发射天线和接收天线均包括多个辐射缝隙、多个金属化通孔和一个传输端口；同一天线内，设天线沿其长度方向的中心线为其轴线，相邻的两个辐射缝隙左右交替地设置在轴线的两侧，相邻的两个辐射缝隙在轴线方向上的中心距离相等，位于轴线两侧的辐射缝隙距离轴线的距离均相等；同一天线内，多个金属化通孔将多个辐射缝隙围成半包围状，多个金属化通孔由两列金属化通孔和一行金属化通孔组成，两列金属化通孔均平行于轴线且对称设置在轴线的两侧，一行金属化通孔设置在天线轴线方向远离传输端口的一端，一行金属化通孔将两列金属化通孔衔接成半包围状，所述传输端口位于天线轴线方向的另一端。

更进一步优选的，所述传输端口设置在发射天线和接收天线的远离一行金属化通孔的一端，且所述传输端口设置在两列金属化通孔的之间；所述传输端口为尖劈结构，即在介质板的正面设置有正面直角三角形区域，在介质板的背面设置有背面直角三角形区域，正面直角三角形区域的一条直角边和背面直角三角形区域的一条直角边均与介质板的底边边缘重合，且正面直角三角形区域的一条直角边和背面直角三角形区域的一条直角边在介质板的正面上沿介质板厚度方向的投影重合，正面直角三角形区域和背面直角三角形区域关于天线轴线对称；所述正面直角三角形区域和背面直角三角形区域在沿介质板的厚度方向投影相交的部分呈镂空状。

更进一步优选的，所述介质板的正面和背面上，在多个辐射缝隙、多个金属化通孔、传输端口的正面直角三角形区域和背面直角三角形区域之外的位置上均经覆铜处理；金属化通孔的洞壁材质为铜金属，其将介质板的正面的覆铜区域和背面的覆铜区域连接成整体。

更进一步优选的，所述傀儡天线的结构与发射天线和接收天线去除传输端口后的结构相同；所述发射天线远离接收天线的一侧、接收天线远离发射天线的一侧均设置四列傀儡天线。

更进一步优选的，所述发射天线和接收天线均为多个，所述傀儡天线还分别设置在系统中发射天线与发射天线之间、接收天线与接收天线之间。

更进一步优选的，所述介质板采用Rogers 3003板材，其介电常数为3.0，厚度为0.254mm。

本发明的有益效果在于：

1)本发明的天线系统包括发射天线和接收天线，各天线之间均设有傀儡天线，傀儡天线的结构与发射天线和接收天线去除传输端口后的结构相同，其能够有效抑制天线之间的互耦效应，降低了天线的波动幅度，提高了阵列天线的性能。

2)本发明的天线系统的发射天线和接收天线采用了SIW缝隙串馈阵列天线的形式，兼有微带和矩形类型天线的优点，即具有低插损、低干扰、功率容量高、尺寸小、易于共形和集成度高的优点；由于SIW缝隙串馈阵列天线体积本身较小，加上发射天线和接收天线集成在同一块介质板上，增强了收发天线之间的集成度，满足了毫米波高频段的雷达应用需要。