[发明专利]一种超窄带导航干扰天线设计方法、天线及其应用

说明书

本发明公开了一种超窄带导航干扰天线设计方法，属于干扰天线技术领域，包括步骤：1)根据介质基板的材料参数，估算微带贴片的尺寸；2)采用串馈形式或并馈形式将多个微带贴片组合形成阵列天线；3)采用微带贴片宽度渐变法控制各微带贴片的激励电流，使得阵列天线上各微带贴片上电流服从切比雪夫分布；4)对连接各微带贴片的馈线长度进行优化，保证各微带贴片同相以实现边射特性；5)对阵列天线进行仿真优化。本发明具有定向能力强、能量密度大、环境影响小等优点。

技术领域

本发明主要涉及干扰天线技术领域，具体涉及一种超窄带导航干扰天线设计方法、天线及其应用。

背景技术

伴随无人机机载通信系统的迅速迭代，具有自制通信非协作惯导系无人机将成为未来电子工具战主要威胁，它们的目标正在向非常规频段、非常规通信工作模式、大带宽捷变瞬发的方向发展，传统的“无人机”干扰设备实现电磁压制无人机上行链路将会出现大面积“致盲”的情况，同时传统民用导航接收设备抗干扰能力弱，传统大功率导航干扰设备无法实现精准打击，引发环境及设备端次生伤害，对非无人机惯导系设备影响严重。故现有的导航干扰天线具有的不足有以下几点：

1、现有的导航干扰天线通常采用单天线设计方案，从天线理论上可以知道，单天线的辐射波束宽度较宽，增益较低，从而辐射能量密度较差，导致干扰器定向干扰性能差，天线辐射旁瓣容易干扰当地通信基站授时系统，导致通信网络瘫痪；

2、采用多单元阵列干扰，增益会相应的提升，但前后比并没有明显改善，阵列后端的馈电网络也会变得更为复杂，从而使系统的复杂度增加，同时阵列的成本也相应的变高，不利于产品的研发与生产；

3、在低频导航频段，频段划分复杂，导航干扰天线频域带宽较宽，容易造成受控区域内干扰不同频段导航系统，例如北斗BD2的L1频段与GPS的L1频段间距小于13MHz。

因此，具有定向性能强、能量密度大、环境影响小的新型超窄带导航干扰天线设计研制迫在眉睫。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种设计合理的、具有高增益、低旁瓣、窄波束特性的超窄带导航干扰天线的设计方法，并同时提供一种具有高增益、低旁瓣、窄波束特性的超窄带导航干扰天线及应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种超窄带导航干扰天线设计方法，包括步骤：

1)根据介质基板的材料参数，估算微带贴片的尺寸；

2)采用串馈形式或并馈形式将多个微带贴片组合形成阵列天线；

3)采用微带贴片宽度渐变法控制各微带贴片的激励电流，使得阵列天线上各微带贴片上电流服从切比雪夫分布；

4)对连接各微带贴片的馈线长度进行优化，保证各微带贴片同相以实现边射特性；

5)对阵列天线进行仿真优化。

本实施例中，在步骤3)中，首先近似认为微带贴片的宽度正比于电流振幅比，进行仿真初值设置；先确定介质基板上中间的微带贴片宽度，将其阵元宽度归一化，然后根据电流振幅比确定其他微带贴片宽度。

本实施例中，在步骤3)中，切比雪夫分布方向分析为：

对于切比雪夫阵列天线长度时，方向性系数可用下式计算

式中20lgR为副瓣电平，f为波瓣展宽因子；

当切比雪夫边射阵与等幅边射阵的微带贴片单元个数和间距相同时，两阵主瓣宽度之比称为波瓣展宽因子，即

式中2θ_0.5为切比雪夫边射阵主瓣宽度，为等幅边射阵宽度。