CN103337713A

CN103337713A - 一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线

Info

Publication number: CN103337713A
Application number: CN2013102182391A
Authority: CN
Inventors: 王月娟; 李欣; 玄晓波; 张立东
Original assignee: Shanghai Radio Equipment Research Institute
Current assignee: Shanghai Radio Equipment Research Institute
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2033-06-04
Also published as: CN103337713B

Abstract

本发明公开了一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，包含底座；微带阵列天线，其贴合设置在底座表面；印刷振子阵列天线，其垂直设置在底座上；微带阵列天线包含若干行均匀阵列分布的微带贴片天线单元；印刷振子阵列天线包含：若干排相互平行的印刷振子天线介质块，其分别垂直设置在底座上，且间隔插接在若干所述的微带贴片天线单元中；分别贴在印刷振子天线介质块正反两面的若干个印刷振子天线单元。该天线结构紧凑，巧妙的将低波段的双面印刷振子天线及高波段的微带贴片天线整合在一起，降低了两种不同波段天线之间的遮挡，且该天线具有重量轻、效率高、易加工、易共形的优点。

Description

一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线

技术领域

本发明涉及天线，特别涉及一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线。

背景技术

异频共口径微波系统能够在复杂的背景和强干扰下，准确地对地或目标进行探测、截获或跟踪，比单传感器微波系统具有更好的定位、全天候和抗干扰等性能，是实现精确探测、制导的一种新的技术途径。随着科学技术的飞速发展，双波段复合技术已在航天等领域广泛应用。

作为异频微波系统的一个重要组件，异频天线对系统的性能起着相当关键的作用。共口径的异频天线形式一般由波导裂缝平板阵列、波导阵列、振子阵列、微带阵列或反射面天线中的两种相组合或一种天线形式在两个频段谐振工作。较早研究的双波段雷达天线，采用波导裂缝平板阵列天线与反射面天线的组合。以波导裂缝平板阵列天线作为反射面天线的反射平面，是共口径双波段天线。由于在距离波导裂缝平板阵列天线辐射面一定高度上要架设馈源辐射器，以实现双波段工作，使得整个双波段天线的高度较高。为降低剖面和减轻重量，共口径的异频天线阵列越来越多采用微带形式天线的设计以满足使用需要。且微带天线较波导裂缝天线更容易实现多波段和二维相扫，还具有易共形等优点，所以近来共口径的双波段天线阵列大多以微带的形式设计。

双波段天线阵都能满足特定的使用要求，但是在相同的口径下，工作在低频段的天线辐射效率比满阵时都低。主要受高频段天线限制，低频段阵元选择了适合共口面放置却辐射效率低的天线阵元，而且能放下的阵元数比较有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，该天线结构紧凑，巧妙的将低波段的双面印刷振子天线及高波段的微带贴片天线整合在一起，降低了两种不同波段天线之间的遮挡，且该天线具有重量轻、效率高、易加工、易共形的优点。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，包含底座，其特点是，还包含：

微带阵列天线，其贴合设置在底座表面；

印刷振子阵列天线，其垂直设置在底座上；

所述的微带阵列天线包含若干行均匀阵列分布的微带贴片天线单元；

所述的印刷振子阵列天线包含：

若干排相互平行的印刷振子天线介质块，其分别垂直设置在底座上，且间隔插接在若干所述的微带贴片天线单元中；

分别贴在印刷振子天线介质块正反两面的若干个印刷振子天线单元。

相邻两排印刷振子天线介质块之间间隔至少1行微带贴片天线单元，或者根据倍频比设置两排印刷振子天线介质块之间相隔的微带贴片天线单元行数。

所述的微带阵列天线还包含微带贴片天线介质板，其水平设置在底座上。

若干行所述的微带贴片天线单元均匀阵列分布在微带贴片天线介质板上。

所述的微带贴片天线介质板外形尺寸与底座表面相适配。

每个所述的印刷振子天线单元为印刷半波振子。

若个所述的微带贴片天线单元及印刷振子天线单元独立馈电。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、印刷振子阵列天线放置在微带贴片天线单元的行间隔当中，其振子臂长度可以任意调整，高波段天线所在平面可作为低波段天线的反射平面，两个波段的辐射效率受彼此的影响很小。

2、有限口径尺寸内降低两波段天线之间的遮挡，及降低两个波段天线之间的耦合。

附图说明

图1为本发明一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线整体结构图；

图2为本发明一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线侧视图；

图3为本发明一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线俯视图；

图4为本发明一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线8个印刷振子天线单元阵列示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，包含底座1；微带阵列天线，其贴合设置在底座1表面；印刷振子阵列天线，其垂直设置在底座1上，该微带阵列天线工作在Ku波段（高波段），印刷振子阵列天线工作在C波段（低波段）。微带阵列天线包含若干行均匀阵列分布的微带贴片天线单元21及微带贴片天线介质板22，该微带贴片天线介质板22水平设置在底座1上，微带贴片天线单元21均匀阵列分布在微带贴片天线介质板22上（即xoy平面），微带贴片天线介质板22外形尺寸与底座1表面相适配。

如图2所示，所述的印刷振子阵列天线包含：若干排相互平行的印刷振子天线介质块31，其分别垂直设置在底座1上，且间隔插接在若干所述的微带贴片天线单元21中；分别贴在印刷振子天线介质块31正反两面的若干个印刷振子天线单元32（即yoz平面）。

如图3所示，相邻两排印刷振子天线介质块31之间间隔N行（N≥1）微带贴片天线单元21，或者根据倍频比设置两排印刷振子天线介质块31之间相隔的微带贴片天线单元行数。

每个所述的印刷振子天线单元32为印刷半波振子。若个所述的微带贴片天线单元21及印刷振子天线单元32通过设置在底座1下方的馈电插座4独立馈电，每个单元的馈电插座4输出口垂直于底座1（参见图2）。

本发明应用时，参见图3，根据实际具体要求，调整印刷振子天线介质块31的间距和微带贴片天线介质板22间距，来避免印刷振子天线介质块31与微带贴片天线单元21相交叠；根据底座口径大小，对每根印刷振子天线介质块31的长度做调整，对微带贴片天线单元21的数量做删减，微带贴片天线单元21所处位置不能超出底座口径范围，底座口径边缘的微带贴片天线单元21周围保留足够的电磁边界。印刷振子阵列天线和微带阵列天线在布阵上可以灵活设置，如两种天线形式间隔1行放置，或者一种天线间隔2行，甚至N行（N≥1）再放置另一种天线，或根据具体倍频比或根据需要设置两者的间隔行数。在本发明实施例中，天线为圆口径天线阵列，上述所有天线单元（微带贴片天线单元及印刷振子天线单元）都是中心对称分布，两种波段天线单元的电场极化正交；在口径范围内，微带贴片天线单元21的总数量为296个，印刷振子天线单元32的总数量为56个，x与y方向单元间距约为半个自由空间波长。每两行微带贴片天线单元21放置一行印刷振子天线介质块31，每行天线单元数不完全相同。在x方向，微带贴片天线单元21从阵中心至边缘，行单元数从20单元阵列渐渐递减为2单元阵列，印刷振子天线单元32的行单元数从10单元阵列渐渐递减为4单元阵列。

图4表示8个印刷振子天线单元32在一块印刷振子天线介质块31上的阵列，每个印刷振子天线单元32都是印刷半波振子，半波振子的四分之一波长振子臂321分别在印刷振子天线介质块31的正反两面，馈线通过印刷振子接地板322转换成微带线给印刷振子天线单元32馈电。

综上所述，本发明一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，该天线结构紧凑，巧妙的将低波段的双面印刷振子天线及高波段的微带贴片天线整合在一起，降低了两种不同波段天线之间的遮挡，且该天线具有重量轻、效率高、易加工、易共形的优点。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，包含底座（1），其特征在于，还包含：

微带阵列天线，其贴合设置在底座（1）表面；

印刷振子阵列天线，其垂直设置在底座（1）上；

所述的微带阵列天线包含若干行均匀阵列分布的微带贴片天线单元（21）；

所述的印刷振子阵列天线包含：

若干排相互平行的印刷振子天线介质块（31），其分别垂直设置在底座（1）上，且间隔插接在若干所述的微带贴片天线单元（21）中；

分别贴在印刷振子天线介质块（31）正反两面的若干个印刷振子天线单元（32）。

2.如权利要求1所述的异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，其特征在于，相邻两排印刷振子天线介质块（31）之间间隔至少1行微带贴片天线单元（21），或者根据倍频比设置两排印刷振子天线介质块（31）之间相隔的微带贴片天线单元（21）行数。

3.如权利要求1所述的异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，其特征在于，所述的微带阵列天线还包含微带贴片天线介质板（22），其水平设置在底座（1）上。

4.如权利要求3所述的异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，其特征在于，若干行所述的微带贴片天线单元（21）均匀阵列分布在微带贴片天线介质板（22）上。

5.如权利要求3所述的异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，其特征在于，所述的微带贴片天线介质板（22）外形尺寸与底座（1）表面相适配。

6.如权利要求1所述的异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，其特征在于，每个所述的印刷振子天线单元（32）为印刷半波振子。

7.如权利要求1所述的异频微带阵列与印刷振子阵列共口径复合天线，其特征在于，若个所述的微带贴片天线单元（21）及印刷振子天线单元（32）独立馈电。