CN105244625B - 一种c波段一体化微带天线 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微带天线技术领域，特别涉及一种C波段一体化微带天线。本发明采用突变的传输线，解决了行线源与监测校正网络尺寸不匹配的问题；本发明还采用在两个天线单元正中间设置去耦合线，降低天线单元的有源扫描驻波，能够实现二维的宽角扫描，整个频段内方位面与俯仰面方向图变化稳定；本发明的天线单元、间距突变的传输线、监测校正网络三个部分相连接并完全集成在微带印制板上，这样可以节省雷达系统成本，也提高了雷达系统的辐射效率。本发明的微带天线具有成本较低、重量轻、结构相对简单的特点。
Description
技术领域
本发明属于微带天线技术领域，特别涉及一种C波段一体化微带天线。
背景技术
目前，随着电磁技术的快速发展与应用，电磁环境也变得越来越复杂，综合电磁干扰、隐身飞行器、低空掠海突防、反辐射导弹、微波炸弹等已经严重威胁雷达的正常工作，这就对雷达系统提出了更加苛刻的要求，为了能够有效地维护自身生存的多功能固态有源相控阵雷达及其天线理论技术得到空前的发展，那么重量轻、结构简单、高机动性、成本低等特点的高性能雷达受到了热捧。
发明内容
针对背景技术的不足，本发明提供了一种C波段一体化微带天线，本发明采用突变的传输线，解决了行线源与监测校正网络尺寸不匹配的问题；本发明还采用在两个天线单元正中间设置去耦合线，降低天线单元的有源扫描驻波，能够实现二维的宽角扫描，整个频段内方位面与俯仰面方向图变化稳定；本发明的天线单元、间距突变的传输线、监测校正网络三个部分相连接并完全集成在微带印制板上，这样可以节省雷达系统成本，也提高了雷达系统的辐射效率。本发明的微带天线具有成本较低、重量轻、结构相对简单的特点。
本发明的技术方案是：一种C波段一体化微带天线，包括行线源(1)、反射板(3)、间距突变的传输线(4)、监测校正网络(9)；其中行线源(1)由多个天线单元(22)组成；所述的监测校正网络(9)由耦合器(23)、主路传输线(6)和辅路校正传输线(7)组成；其特征在于：所述的两个天线单元(22)正中间设置去耦合线(2)；所述的天线单元(22)、间距突变的传输线(4)、监测校正网络(9)三个部分相连接并集成在微带印制板上；所述的突变的传输线(4)之间不等距，以确保耦合器(23)的输出端至天线单元(22)的输入端相位一致性。
根据如上所述的C波段一体化微带天线，其特征在于：所述的行线源(1)底部安装有金属反射板(3)，反射板(3)垂直于行线源(1)放置。
根据如上所述的C波段一体化微带天线，其特征在于：所述的行线源(1)由十个天线单元(22)组成，天线单元(22)尺寸为300毫米×30毫米。
根据如上所述的C波段一体化微带天线，其特征在于：所述的行线源(1)采用两层微带印制板、三层金属铜箔以及一层半固化片，突变的传输线(4)也相应的采用两层微带印制板、三层金属铜箔以及一层半固化片。
根据如上所述的C波段一体化微带天线，其特征在于：所述的监测校正网络(9)共有四层微带印制板、五层金属铜箔以及三层半固化片，所述的主路传输线(6)与辅路校正传输线(7)通过斜孔缝隙(8)耦合，所述的斜孔缝隙(8)为圆端形式。
附图说明
图1为本发明的微带天线的俯视图；
图2为本发明的微带天线的侧视图；
图3为附图2中的圆圈处的放大图示意图。
具体实施方式
附图标记说明：1—行线源；2—去耦合线；3—反射板；4—间距突变的传输线；5—安装孔；6—主路传输线；7—辅路校正传输线；8—斜孔缝隙；9—监测校正网络；10—第一层金属铜箔；11—第二层金属铜箔；12—第三层金属铜箔；13—第四层金属铜箔；14—第五层金属铜箔；15—第一层微带印制板；16—第二层微带印制板；17—第三层微带印制板；18—第四层微带印制板；19—第一层半固化片；20—第二层半固化片；21—第三层半固化片；22—天线单元；23—耦合器。
以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明包括C波段介质带状线天线单元22组成的行线源1、反射板3、间距突变的传输线4、十路耦合器23级联的监测校正网络9。
十个天线单元22组成的行线源1，其大小尺寸为300毫米×30毫米，该行线源1采用两层微带印制板、三层金属铜箔以及一层半固化片，分别为第一层微带印制板15、第二层微带印制板16；第一层金属铜箔10、第二层金属铜箔11、第三层金属铜箔12；第一层半固化片19。天线单元22正中间采用去耦合线2来降低天线单元之间的互耦，降低天线单元22的有源扫描驻波，其阵中天线单元22的无源驻波很小；能够实现二维的宽角扫描，整个频段内方位面与俯仰面方向图变化稳定。
十路间距突变的传输线4，该传输线也采用两层微带印制板、三层金属铜箔以及一层半固化片，分别为第一层微带印制板15和第二层微带印制板16；第一层金属铜箔10、第二层金属铜箔11和第三层金属铜箔12；第一层半固化片19。
如图1所示，本发明中，监测校正网络9中耦合器23之间的间距为18毫米，天线单元22之间的间距根据最短的工作波长而设置，本发明中天线单元22之间的间距为30毫米，本发明间距的起伏很大，可以减少相应连接器件的尺寸。为了保证耦合器23的输出端至天线单元22的输入端相位一致性，本发明设计了间距突变的传输线4，该突变的传输线4采用不等距设计，可以根据频率的变化相应的改变突变的传输线4走向，以满足不同设计需求。
十路耦合器23级联的监测校正网络9共有四层微带印制板、五层金属铜箔以及三层半固化片，分别为第一层微带印制板15、第二层微带印制板16、第三层微带印制板17、第四层微带印制板18；第一层金属铜箔10、第二层金属铜箔11、第三层金属铜箔12、第四层金属铜箔13、第五层金属铜箔14；第一层半固化片19、第二层半固化片20、第三层半固化片21。主路传输线6与辅路校正传输线7通过斜孔缝隙8耦合的方式来实现一定大小的耦合度，所有斜孔缝隙8均为圆端形式。各主路端口的耦合系数均在该指定大小耦合度左右，其一致性很好且带内起伏也很平坦。
本发明中，第三层微带印制板17和第四层微带印制板18只在监测校正网络9设置。
天线单元22、间距突变的传输线4、监测校正网络9三个部分相连接并完全集成在微带印制板上，从而节省了大量射频电缆和连接器，降低了雷达工程实施的成本，这种设计在本领域中还没有相关的使用报道。本发明的装置整个部分可以通过五个安装孔5固定安装在金属板上面，行线源1底部安装有金属反射板3，反射板3垂直于行线源1放置，可以防止线源1背向辐射。
整个器件材料包括四层微带印制板、五层金属铜箔电路、三层半固化片。微带印制板与金属铜箔交叉间隔排列，保证每两层金属铜箔电路之间都有一层微带印制板。相邻层微带印制板之间需要一层半固化片，通过热压缩工艺方式完成。
为了保证整个介质带状线接地良好，除天线部分之外，本发明在器件侧边采用了金属包边处理，方便后期镀金。
Claims (4)
1.一种C波段一体化微带天线，包括行线源（1）、反射板（3）、间距突变的传输线（4）、监测校正网络（9）；其中行线源（1） 由多个天线单元（22）组成；所述的监测校正网络（9）由耦合器（23）、主路传输线（6）和辅路校正传输线（7）组成；其特征在于：每两个相邻天线单元（22）之间的正中间设置去耦合线(2)；所述的天线单元（22）、间距突变的传输线（4）、监测校正网络（9）三个部分相连接并集成在微带印制板上；所述的突变的传输线（4）之间不等距，以确保耦合器（23）的输出端至天线单元（22）的输入端相位一致性。
2.根据权利要求1所述的C波段一体化微带天线，其特征在于：所述的行线源（1）底部安装有金属反射板（3），反射板（3）垂直于行线源（1）放置。
3.根据权利要求1所述的C波段一体化微带天线，其特征在于：所述的行线源（1）由十个天线单元（22）组成，天线单元（22）尺寸为300毫米×30毫米。
4.根据权利要求1、2或3所述任一种C波段一体化微带天线，其特征在于：所述的行线源（1）采用两层微带印制板、三层金属铜箔以及一层半固化片，从下至上依顺序设置第一层金属铜箔（10）、第一层微带印制板（15）、第一层半固化片（19）、第二层金属铜箔（11）、第二层微带印制板（16）、第三层金属铜箔（12），突变的传输线（4）也相应的采用两层微带印制板、三层金属铜箔以及一层半固化片。
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