[发明专利]一种超宽带宽角紧耦合天线

说明书

本发明涉及一种超宽带紧耦合宽角天线，包括多个周期排布的阵列单元，每个阵列单元包括两个相同的偶极子天线、第一介质板、第二介质板、频率选择表面、两个Marchand巴伦、阻性表面、地板以及设置于地板下侧的功分器；偶极子天线上方覆盖频率选择表面，频率选择表面设置在两个介质板之间；偶极子天线的下方为Marchand巴伦，对天线进行平衡馈电。本发明可以实现超宽带宽角的特征，具有低剖面，结构简单，加工方便的优点，能够采用印刷电路技术进行批量生产。

技术领域

本发明涉及宽带相控阵领域，特别是一种超宽带宽角紧耦合天线。

背景技术

随着电子对抗与雷达领域迅猛发展，特别是宽频带干扰与反干扰、高分辨率和多维成像、目标识别等方面的发展，对阵列天线的工作频带有了更高的要求。另一方面，对于电子对抗与雷达系统平台，所用天线数目的降低能减少电子设备的复杂度和各个天线之间的互耦，所以该类系统平台对带宽和超宽带阵列天线有着迫切的需求。传统的超宽带阵列天线多采用Vivaldi天线作为阵元形式。近年来Ben A,Munk在强耦合技术基础上研制了紧密排布的强耦合超宽带相控阵天线，为超宽带阵列天线设计开辟了新的思路，在国防军事领域有着很大的研究意义。目前基于强耦合技术的研究主要集中在超宽带相控阵列天线的设计方向上，而在商用无线通信等领域，对该技术的研发与应用仍有很大潜力。

综上所述，在民用无线通信、地球物理及生物工程等领域，宽带定向天线和超宽带增益天线都有很高的应用价值。超宽带强耦合阵天线以及基于强耦合技术的天线研究在军事国防和民用通信领域都有巨大的应用潜力和研究价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、剖面低、加工方便、性能优良的超宽带宽角紧耦合天线，能够采用印刷电路技术进行批量生产。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种超宽带紧耦合阵列天线，包括多个周期排布的阵列单元，每个阵列单元包括两个相同的偶极子天线、第一介质板、第二介质板、频率选择表面、两个Marchand巴伦、阻性表面、地板以及设置于地板下侧的功分器；

两个偶极子天线并排放置，每个偶极子天线包括设置在两个介质板前后两面的两部分；偶极子天线上方覆盖频率选择表面，频率选择表面设置在两个介质板之间；Marchand巴伦包括带状线和微带线，带状线设置在两个介质板之间，微带线设置在第一介质板表面；两条微带线由地板下方的功分器相连；偶极子天线与地板之间设置一层阻性表面，阻性表面与地板平行，与两个介质板垂直。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明采用偶极子天线作为紧耦合天线，其结构简单，剖面更低，能够在很宽的频带内保证阻抗的匹配，实现宽频带内的低电压驻波比，容易共形；(2)本发明采用微带结构的Marchand巴伦，进一步是的天线更容易尺寸小和便于与天线的集成；(3)频率选择表面和微带功分器采用微带结构，进一步简化加工的难度，便于将天线整体加工在一块PCB板材上；(4)引入阻性表面层，进一步增加天线的带宽。

附图说明

图1是本发明超宽带紧耦合阵列天线单元结构图。

图2是本发明超宽带紧耦合阵列天线单元爆炸图。

图3(a)和图3(b)为单个紧耦合阵列单元的等效电路图。

图4是本发明超宽带大角度紧耦合天线的电压驻波比示意图。

图5是8×8天线阵列的正视图。

图6是本发明超宽带大角度紧耦合天线阵列的最大轴向增益示意图。

图7(a)、图7(b)、图7(c)、图7(d)是本发明超宽带大角度紧耦合天线阵列在2GHz，6GHz，10GHz，14GHz不同频点下的波束扫描方向图。

具体实施方式