[发明专利]一种微带阵列天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种微带阵列天线。

背景技术

天线作为通信系统中的一个重要的无线电设备，其性能的好坏将直接影响无线电设备的性能。随着无线通信和雷达系统的不断发展和完善，对天线性能提出了重量轻、体积小、制作简单、易共形、宽频带和成本低等性能要求。微带天线正是因为满足了上述要求，从而深受人们关注，近年来的应用也越来越广泛。然而，微带天线的单元增益一般为6dBi～8dBi，因此常用由微带贴片单元组成的微带阵列天线来获得更大的增益或实现特定的方向性。阵列天线可以实现单个天线所无法实现的复杂功能，具备更大的灵活性和更高的信号容量，并能显著提高系统的性能。目前传统的微带天线通常采用圆形或矩形贴片开槽等方式来提高定向性，但是增益低、损耗大及功率小的问题仍无法得到解决。是否能够研发出一种具备高增益、低副瓣和小型化的新型阵列天线结构，从而实现整体天线构造的高集成性及小型化需求，为本领域技术人员近年来所亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的其中一个目的为克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而实用的微带阵列天线，其兼具高增益、低副瓣和小型化的优点，可有效实现整体天线构造的高集成性及小型化需求。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种微带阵列天线，其特征在于：本微带阵列天线包括介质板以及贴附于介质板一侧板面处的贴片阵列天线，介质板的另一侧板面处贴附有微带线功率分配网络，介质板为双层板体且两层板体间夹设金属地；其中：

所述微带线功率分配网络包括一分六路的第一功率分配子网络和第二功率分配子网络，两组子网络为相同结构的三级的T型功分电路，且每组子网络的六个分支端口均按照切比雪夫25dB幅度加权分布；两组子网络的分支端口彼此相向；第一功率分配子网络的两条二级T型功分电路所形成的分支端口与第二功率分配子网络的其中一对三级T型功分电路所形成的分支端口之间，以及第二功率分配子网络的两条二级T型功分电路所形成的分支端口与第一功率分配子网络的其中一对三级T型功分电路所形成的分支端口之间均通过带有弧形移相器的威尔金森功分器相连接；第一功率分配子网络的另一对三级T型功分电路所形成的分支端口与第二功率分配子网络的另一对三级T型功分电路所形成的分支端口处均连接有移相微带线段；八根同轴馈电探针分别相应布置于四根移相微带线段末端以及四组威尔金森功分器的总端口处且铅垂贯穿介质板从而连接至位于介质板另一侧板面处的贴片阵列天线处；

贴片阵列天线为八列且沿彼此平行间隔均布，每列阵列贴片单元均由两组沿同轴馈电探针轴线轴对称设置的贴片单元构成，每组贴片单元包括六片沿贴片单元布置方向依次间隔布置且按切比雪夫25dB幅度加权分布的的微带贴片；同组贴片单元处的相邻两片微带贴片之间间距等于二分之一个波长，且各相邻两片微带贴片之间通过三角箭形渐变线状的阻抗匹配段连接彼此；以每组贴片单元的靠近同轴馈电探针所在侧为内侧，每组贴片单元处各阻抗匹配段的三角箭头指向方向均平行贴片单元布置方向且指向最外侧微带贴片处；在同一列贴片阵列天线上，同轴馈电探针与其中一组贴片单元上的相对最接近的微带贴片间直连，而与另一组贴片单元上的相对最接近的微带贴片间通过180°移相器连接彼此。

所述用于连接各子网络相应分支端口的移相器对称分布于威尔金森功分器的两个分支端口处，威尔金森功分器的两分支端口处还桥接有100Ω隔离电阻。

微带线功率分配网络的各个分支端口的末端外形呈与同轴馈电探针彼此同轴的圆弧状构造。

介质板上的用于贴附微带线功率分配网络的一侧板面凹设有槽腔，从而使得微带线功率分配网络与该槽腔共同围合形成空气背腔，所述空气背腔的走向与微带线功率分配网络处信号行进路径相一致。

所述介质板外形呈长方板状且其长度方向平行贴片单元布置方向，环绕介质板一圈而设置矩形金属圈；矩形金属圈上垂直介质板而设置金属化共地孔，各金属化共地孔沿矩形金属圈布置方向依次间隔均布；每相邻两组贴片单元之间设置金属隔离条，金属隔离条长度方向平行介质板长度方向，且金属隔离条两端分别连接至矩形金属圈的两短边处；沿金属隔离条长度方向依次间隔均布有金属化盲孔。

每组贴片单元的位于最外侧的微带贴片处设置金属化短路孔。

所述同一个微带贴片上的金属化短路孔为三个且依序间隔均布，该金属化短路孔的布置方向与贴片单元布置方向彼此垂直。

本微带阵列天线还包括环绕同轴馈电探针而周向等距布置的四个金属化通孔。

所述微带贴片为矩形贴片或U型贴片。