CN103337708B - 超宽带高增益tem喇叭阵列天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了超宽带高增益TEM喇叭阵列天线，它涉及通信广播及电子对抗领域中的一种超宽带高增益阵列天线。它包括辐射单元、匹配结构、阵列馈电网络。本发明采用平行双线馈电方式，解决了超宽带天线馈电低效率问题；采用穿孔馈电的方式给天线单元馈电，解决了超宽带天线同相馈电问题。本发明具有超宽带、高增益、高效率馈电、结构紧凑、低加工成本等优点，特别适用于电子对抗领域中的侦收天线。

Description

超宽带高增益TEM喇叭阵列天线
技术领域
本发明涉及通信广播及电子对抗领域中的一种超宽带高增益TEM喇叭阵列天线，特别适用于低剖面、超宽带、高增益电子对抗侦收领域。
背景技术
通常通信广播及电子对抗领域中的超宽带高增益阵列天线，目前使用的辐射单元采用贴片天线、缝隙天线等天线形式。贴片天线阵列通过采用一定的带宽展宽技术也可以实现宽带工作，但是其阵列的工作带宽一般就限制在20%～30%左右，而且，微带天线的馈电网络损耗极大的影响了天线的辐射效率，特别是对于大型阵列或是高频的毫米波、亚毫米波阵列。虽然波导缝隙阵天线的馈电网络损耗较小，但是其工作带宽通常小于15%，且造价比较昂贵。多种因素的制约导致了目前超宽带高效率的阵列天线的性能一直达不到理想的要求。
发明内容
本发明发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种采用平行双线馈电方式的超宽带高增益TEM喇叭阵列天线，本发明具有超宽带、高增益、结构紧凑、低加工成本等特点。
本发明的目的是这样实现的：
一种超宽带高增益TEM喇叭阵列天线，其特征在于：它包括阵列馈电网络3和M×N个TEM喇叭天线单元4，M和N为大于1的自然数；所述的TEM喇叭天线单元包括辐射单元1和匹配结构2，辐射单元1由倾角为20°～80°的左金属片11和右金属片12组成，左金属片和右金属片的下端设有匹配缝隙5；匹配结构2由匹配短板6和匹配长板8组成；左金属片的下端与匹配短板6相连，右金属片12的下端与匹配长板8相连；阵列馈电网络3多级的上下平行的双线结构组成，阵列馈电网络3末端的上下平行的双线分别对应连接上金属平板9和下金属平板10；上金属平板9穿过的设置在匹配长板8上的通孔7且其端部与匹配短板6相连；下金属平板10的端部与匹配长板8相连。
其中，左金属片11和右金属片12的表面形状为梯形、矩形、正多边形、圆形或扇形。
其中，所述的TEM喇叭天线单元4、阵列馈电网络3由铝合金板、钢板、铜板材料或表面涂覆有导电层的合成树脂材料制成。
本发明与背景技术相比具有如下优点：
1.本发明采用了TEM喇叭天线单元4，使天线达到10倍频程以上的超宽带特性，且口径利用效率高。
2.本发明采用匹配结构2进行单独匹配调节，通过调节匹配结构2的尺寸，TEM喇叭天线单元4与阵列馈电网络3达到良好的匹配效果。
3.本发明采用在匹配结构2中匹配长板8的中下部开通孔7的方式，上金属平板9可穿过通孔7进行馈电，解决了超宽带阵列天线同相馈电的问题。
4.本发明采用平行双线馈电网络与匹配结构2相接，通过多级匹配网络解决超宽带天线的馈电问题，实现了阵列天线的高效率馈电，且结构紧凑、加工成本低。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明整体结构侧视图。
图3是本发明辐射层1示例4×4个辐射单元4的主视结构示意图。
图4是本发明TEM喇叭天线单元4的侧面示意图。
图5是本发明辐射匹配层2与阵列馈电网络3的连接示意图。
图6是本发明阵列馈电网络3的主视结构示意图。
具体实施方式
参见图1至图6，一种超宽带高增益TEM喇叭阵列天线，其特征在于：它包括阵列馈电网络3和M×N个TEM喇叭天线单元4，M和N为大于1的自然数.实施例为4×4个TEM喇叭天线单元4组合成阵列辐射口面，每个TEM喇叭天线单元4采用铝合金材料精密加工制成，其尺寸长×宽×高为62mm×28mm×59mm。所述的TEM喇叭天线单元包括辐射单元1和匹配结构2，辐射单元1由倾角为20°～80°的左金属片11和右金属片12组成，实施例为左金属片11和右金属片12的倾角为45°。左金属片和右金属片的下端设有匹配缝隙5；匹配结构2由匹配短板6和匹配长板8组成；左金属片的下端与匹配短板6相连，右金属片12的下端与匹配长板8相连；阵列馈电网络3多级的上下平行的双线结构组成，阵列馈电网络3末端的上下平行的双线分别对应连接上金属平板9和下金属平板10；上金属平板9穿过的设置在匹配长板8上的通孔7且其端部与匹配短板6相连；下金属平板10的端部与匹配长板8相连。
其中，左金属片11和右金属片12的表面形状为梯形、矩形、正多边形、圆形或扇形。实施例左金属片11和右金属片12加工成梯形，通过两梯形铝合金片倾斜45°组合成阵列天线辐射口面，辐射单极化电磁信号。
其中，所述的TEM喇叭天线单元4、阵列馈电网络3由铝合金板、钢板、铜板材料或表面涂覆有导电层的合成树脂材料制成。实施例TEM喇叭天线单元4、阵列馈电网络3均采用铝合金材料精密加工而成，安装连接组合成阵列天线。
本发明的简要工作原理：
来自空间的水平极化无线电信号通过TEM喇叭天线单元4进入天线，信号通过匹配短板6和匹配长板8进入到阵列馈电网络3上的上金属平板9和下金属平板10。信号通过阵列馈电网络3的平行双线馈电网络中进行同相叠加输出。发送时，信号工作流程与接收相反。
本发明安装结构如下：
辐射单元1、匹配结构2、阵列馈电网络3和M×N个TEM喇叭天线单元4采用紧固件安装成整体结构，组装成阵列天线。

Claims (3)

1.超宽带高增益TEM喇叭阵列天线，其特征在于：它包括阵列馈电网络(3)和M×N个TEM喇叭天线单元(4)，M和N为大于1的自然数；所述的TEM喇叭天线单元包括辐射单元(1)和匹配结构(2)，辐射单元(1)由倾角为20°～80°的左金属片(11)和右金属片(12)组成，左金属片和右金属片的下端之间设有匹配缝隙(5)；匹配结构(2)由匹配短板(6)和匹配长板(8)组成；左金属片的下端与匹配短板(6)相连，右金属片(12)的下端与匹配长板(8)相连；阵列馈电网络(3)由多级的上下平行的双线结构组成，阵列馈电网络(3)末端的上下平行的双线分别对应连接上金属平板(9)和下金属平板(10)；上金属平板(9)穿过设置在匹配长板(8)上的通孔(7)且其端部与匹配短板(6)相连；下金属平板(10)的端部与匹配长板(8)相连。
2.根据权利要求1所述的超宽带高增益TEM喇叭阵列天线，其特征在于：左金属片(11)和右金属片(12)的表面形状为梯形、矩形、正多边形、圆形或扇形。
3.根据权利要求1所述的超宽带高增益TEM喇叭阵列天线，其特征在于：所述的TEM喇叭天线单元、阵列馈电网络(3)由铝合金板、钢板、铜板材料或表面涂覆有导电层的合成树脂材料制成。
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