[发明专利]具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线

权利要求书

1.一种具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，所述的阵列天线包含8*8个天线单元，每个天线单元由顺序排列的辐射层（4）、第一金属地层（5）、第一半固化片（6）、直流偏置层（7）、第二半固化片（8）、第二金属地层（9）、馈电层（10）组成；其中，在辐射层（4）上层设有辐射贴片天线（1）；直流偏置层（7）上层和下层分别是给PIN二极管（1-5）供电的第一直流偏置结构（11）和给变容二极管（2-3）供电的第二直流偏置结构（12）；馈电结构（2）和1分64功分网络（3）位于馈电层（10）的下层。

2.根据权利要求1所述的具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，所述的辐射贴片天线（1）由两块大的金属贴片（1-2）和一块小的金属贴片（1-3）组成，其中两块大的金属贴片（1-2）并排设置，小的金属贴片（1-3）位于两块大的金属贴片（1-2）之间互补接触，在两块大的金属贴片（1-2）最外边缘分别设有一排金属孔（1-1），该金属孔（1-1）与第一金属地层（5）和第二金属地层（9）相连接；两个PIN二极管（1-5）对称地排布在大的金属贴片（1-2）与小的金属贴片（1-3）缝隙间，将两块大的金属贴片（1-2）和小的金属贴片（1-3）相连接；小的金属贴片（1-3）中间有馈电通孔结构（1-4），用于辐射贴片天线（1）的馈电。

3.根据权利要求1所述的具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，所述的馈电结构（2）由3dB电桥结构（2-1）加载并联变容二极管（2-3）以及接地微带线（2-2）而构成；馈电结构（2）通过馈电通孔结构（2-4）为辐射贴片天线（1）进行馈电；直流偏置结构（2-5）与直流偏置层（7）下层的第二直流偏置结构（12）相连接为变容二极管（2-3）进行供电；为了隔离交流和直流信号，3个电容（2-6）分别插接到馈电结构（2）中的直流偏置结构（2-5）、馈电通孔结构（2-4）、以及直微带线（2-7）上。

4.根据权利要求1所述的具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，所述的直流偏置层（7）的上层为给PIN二极管（1-5）供电的第一直流偏置结构（11），下层为给变容二极管（2-3）供电的第二直流偏置结构（12）；通过对每个天线单元进行控制，即为第一直流偏置结构（11）提供1.4V的电压，为第二直流偏置结构（12）提供15V以内的变化电压，可以使其获得16种4比特相位状态，覆盖337.5°移相范围。

5.根据权利要求1所述的具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，所述的直流偏置层（7）由两层金属地层即第一金属地层（5）和第二金属地层（9）所包裹，从而形成了一个完全密闭的偏置空间；其中的偏置结构即第一直流偏置结构（11）和第二直流偏置结构（12）不会对阵列天线的辐射性能造成影响，直流偏置层（7）的层数可以增加以便提供更多的偏置空间。

6.根据权利要求1所述的具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，所述的1分64功分网络（3）是用微带传输线来制作，采用的是并行馈电配置；为了将信号分成64路，一共采用6级1分2的T型功分结构（3-1）；为了实现阵列天线的低副瓣性能，1分64功分网络（3）采用不等功率的分配方式。

7.根据权利要求1所述的具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，所述第一直流偏置结构（11）左右有两排通孔，为接地的金属孔（1-1），其中扇形贴片结构（11-1）为射频信号扼流圈，用作交直流隔离。

8.根据权利要求1所述的具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，第二直流偏置结构（12）为一段细微带线，其与直流偏置结构（2-5）通过金属孔连接。

9.根据权利要求1所述的具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，所述的辐射贴片天线（1）上的两块大的金属贴片（1-2）的内侧分别设有两条沟槽，用作阻抗匹配。

10.根据权利要求1所述的具有低成本和低剖面的二维宽角扫描可编程比特阵列天线，其特征在于，所述的馈电结构（2）的中间为两条平行的微带线，在该两条平行的微带线的上部连接有一个正V字形的微带线，在其一边连接有直流偏置结构（2-5）和馈电通孔结构（2-4），另一边通过电容（2-6）连接一条直微带线（2-7）；在该两条平行的微带线的下部连接有一个反V字形的微带线，在其两边对称设有平行的变容二极管（2-3）以及接地微带线（2-2）。