[发明专利]一种结构紧凑的主被动复合极化敏感阵列天线装置

权利要求书

1.一种结构紧凑的主被动复合极化敏感阵列天线装置，设有安装平台，其特征在于设有主动雷达天线、被动雷达天线，所述主动雷达天线采用基于共面波导CPW馈电的双极化方形微带贴片天线；所述被动雷达天线采用小型化对数周期天线LPDA，并采用印刷电路结构的LPDA，主动雷达天线布置于圆形口径的中央部分，宽带被动天线阵列布置于圆形口径的边缘部分，且采用与圆周向随形布局的方式；

还设有金属栅网式的电磁隔离装置，金属栅网式的电磁隔离装置采用环形金属栅网，设置在安装平台上，主动雷达天线、被动雷达天线均设置在环形金属栅网内，从而实现对宽带被动天线阵列的腔体式约束，获得对被动天线波束宽度的压缩，具有波束赋形的效果，同时增加天线之间的隔离度特性；并尽可能减少被动雷达天线对主动雷达天线的影响，减轻整个天线系统的重量，实现主被动雷达天线的轻量化。

2.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的主被动复合极化敏感阵列天线装置，其特征在于主被动雷达天线采用共面波导馈电的双极化微带贴片天线形式，采用共面波导馈电的双极化微带贴片天线，采用的微带贴片为方形结构，两个正交的馈电端口分别位于方形贴片的两侧，形成侧馈结构；微带线转换成CPW，以实现对杂散辐射的抑制，提高极化特性，介质基板的板材选择环氧树脂FR4板材，所述微带天线主要由三部分构成，分别为下层的金属地板、中间层的介质基板和顶层的金属贴片，当介电常数变小、介质基板的厚度变薄时会使天线辐射效率增加，对于矩形贴片，其结构尺寸可由下式得到：

其中，w为辐射贴片的物理宽度，f为中心频率，c为光速，辐射贴片的物理长度为L，ε_e表示有效介电常数，其大小为：

对于微带天线的辐射场，可以通过传输线模型法将其看作低阻抗微带传输线，传输线两端的开路缝隙产生辐射电场，即相当于一个二元缝隙天线阵列的辐射。每个缝隙天线单元的方向性函数为：

矩形微带天线的辐射场为单缝隙天线方向图函数和二元阵的阵因子乘积，其方向性函数表达式如下：

共面波导是一种微波集成传输线，中心导体带的宽度为b，两侧接地板间距为a。

3.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的主被动复合极化敏感阵列天线装置，其特征在于被动天线单元采用超宽带小型化微带对数周期天线天线，整个被动天线阵列系统由超宽带对数周期天线阵列和安装底盘组成，对数周期天线具有周期性的几何结构，高频辐射振子位于天线的上部区域，低频辐射振子位于天线的底部区域，馈电方式为在集合线的顶部馈电，加工实现方式采用金属杆状结构和印刷电路结构。

4.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的主被动复合极化敏感阵列天线装置，其特征在于在对数周期天线的设计中，在集合线底部，即靠近低频振子处，加载宽带匹配负载，吸收低频段的反射波信号，对数周期天线的所有振子尺寸和振子之间的距离等天线构成要素都要遵循如下比例关系，如果用τ来表示该比例系数，在这里我们称τ为比例因子，则要求：

式中L_n为第n个对称振子的全长；a_n为第n个对称振子的宽度；R_n为第n个对称振子到天线虚拟“顶点”的距离；n为对称振子的序列编号，从距离馈电点最远的振子算起，也就是最长的振子编号为“1”。

5.根据权利要求1所述的一种结构紧凑的主被动复合极化敏感阵列天线装置，其特征在于金属栅网的电磁屏蔽结构所指网栅均是指电感性网栅膜。