[发明专利]具有低单站雷达散射截面的超宽带双极化探头天线

说明书

本发明公开了一种具有低单站雷达散射截面的超宽带双极化探头天线，包括呈正十字交叉连接在一起的两个天线单元，各天线单元均包括介质板、馈电微带线和金属辐射层，金属辐射层上的缝隙结构由圆形槽、矩形槽和锥形渐变槽组成，在锥形渐变槽两侧引入一对倾斜的矩形槽，并在金属辐射层馈线底部切割一对对称但形状不规则的角槽，馈电微带线由多级匹配线和终端扇形结构组成。第二天线单元在金属辐射层添加互补谐振环结构，在金属辐射层底端焊接U型金属贴片。本发明的天线具有双极化特性、单站雷达散射截面小、端口隔离度高、以及双极化等优点，在非入侵式探测、近场暗室测量探头、隐身超宽带通信等方面有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于无线通信系统电子器件领域，具体涉及一种具有低单站雷达散射截面的超宽带双极化探头天线，在非入侵式探测、近场暗室测量探头、隐身超宽带通信等方面有着广阔的应用前景。

背景技术

在无线通信应用中，天线被认为是发射和接收信号的关键部件，其性能显得尤为重要，因为它将直接影响整个系统的性能。因此，对天线电学性能的评估非常重要，这就需要精确高效的测量方法和高精度的表征系统。天线的主要测试环境是微波暗室，主要测试方法分为近场测试和远场测试，而测试的天线探头的性能在整个测试系统有着至关重要的作用，其中，天线的低散射性能是探测天线在近场暗室中应用的一个重要特性。传统的Vivaldi天线以其宽频带、对称辐射和高方向性等特点受到人们的广泛关注，但其极化单一、尺寸较大且散射较高。

发明内容

技术目的：为了满足市场所需要的低散射探头天线，本发明提出了一种具有低单站雷达散射截面的超宽带双极化探头天线，该结构通过两个天线单元十字交叉实现双极化特性，通过在每个天线单元的金属辐射层馈线底部切割一对对称但形状不规则的角槽，以及天线的锥形渐变槽两侧引入一对倾斜的矩形槽来降低雷达散射截面。与同类研究相比，具有单站雷达散射截面小、端口隔离度高、以及双极化等优点，在未来近场暗室的探头特性领域有着重要前景。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种具有低单站雷达散射截面的超宽带双极化探头天线，其特征在于：包括大小相同、呈十字交叉连接在一起的第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元和第二天线单元均包括介质层、分别位于介质层两侧的馈电微带线与金属辐射层；

所述第一天线单元和第二天线单元的金属辐射层均设有缝隙结构，缝隙结构包括由金属辐射层的顶部中心向内延伸、依次相连的锥形渐变槽、圆形槽和矩形槽；且金属辐射层上位于锥形渐变槽两侧均设有外端开口、底端向金属辐射层内部下方倾斜的倾斜矩形槽；

所述第一天线单元和第二天线单元的馈电微带线分别用作超宽带双极化探头天线的端口一和端口二，各馈电微带线均包括多级匹配线和终端扇形结构。

具体地，所述第一天线单元和第二天线单元的金属辐射层的底部两外侧均切割一组对称、形状不规则的角槽。

具体地，所述角槽包括为沿金属辐射层的底部两外侧对称设置的曲线切割而成，曲线包括具有一个公共连接端点且形成一个夹角的第一曲线和第二曲线，夹角的顶点指向锥形渐变槽的中心线方向，第一曲线和第二曲线的质数因子不同。

具体地，所述锥形渐变槽、圆形槽、矩形槽、矩形槽和角槽均为贯穿金属辐射层的镂空对称结构。

具体地，所述第一天线单元上的介质层从顶部中心、由上至下开设第一槽口，第二天线单元上的介质层从顶部中心、由下向上开设第二槽口，第二槽口插入第一槽口，用于将第一天线单元与第二天线单元呈正十字交叉连接在一起。

具体地，所述第二天线单元中，在金属辐射层底部焊接U型金属贴片，用于连接因第二槽口所分裂的金属辐射层。

具体地，所述第二天线单元中的锥形渐变槽两侧，加载一对对称的凹字型互补谐振环。