CN105703081A - 一种阵列天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列天线装置，由微带天线阵列、反射板和移相馈电网络组成，其特征在于：微带天线阵列由多个天线阵元按照对称的摆放位置组成，上述天线阵元通过四个相邻相位差90°的馈电端口能提高天线的圆极化性能；所述的移相馈电网络位于微带天线阵列和反射板的背面由介质电路板和多个移相功分器构成；本装置体积小巧，各天线阵元一致性较好，具有优良的低仰角性能、良好的不圆度和较高的阵元间隔离度，可满足自适应抗干扰天线应用。

Description

一种阵列天线装置
技术领域
本发明属于天线领域，尤其涉及一种阵列天线装置。
背景技术
现代科技发展迅速，促使天线接收设备日趋小巧利于携带以及移动测试。移动的工作站由于地形、环境、天气等因素复杂，容易受到阻挡、环境衰减等影响，而且在工作时候可能会有大功率的压制干扰信号。假如接收设备的天线的抗干扰能力不够、低仰角增益及轴比性能不好，严重的情况下可能导致接收设备不能正常工作,因此卫星信号的接收设备的天线的性能以及抗干扰能力要求就较高。阵列天线设计的一个重要问题是天线阵元数量和体积，要求在单位面积内的天线阵元尽可能多，阵元间的互耦尽可能小，天线阵元的增益尽可能高。目前基本上采用阵列式自适应天线技术来实现天线的抗干扰能力，常规使用阵列天线采用单端口馈电，有带宽窄、隔离差、体积臃肿、轴比性能和低仰角增益不足等问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种阵列天线装置，由微带天线阵列、反射板和移相馈电网络组成，其特征在于：所述的微带天线阵列设置在反射板上方，微带天线阵列上设置有四个天线阵元，天线阵元由金属辐射片附在介质基片上组成；每个金属辐射片通过四个馈电端口与移相馈电网络相连接，四个天线阵元分别与四个移相馈电网络单独连接；所述的移相馈电网络设置在反射板的下方，移相馈电网络内能设置两个90°移相功分器和一个180°移相功分器并通过微带线连接，移相功分器上设置有输入端口和输出端口，移相功分器上还设置连接有匹配负载，移相功分器间通过相位变换，能使天线阵元进行天线圆极化工作。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种阵列天线装置，由微带天线阵列、反射板和移相馈电网络组成，其特征在于：所述的微带天线阵列设置在反射板上方，微带天线阵列上设置有四个天线阵元，天线阵元由金属辐射片附在介质基片上组成；每个金属辐射片通过四个馈电端口与移相馈电网络相连接，四个天线阵元分别与四个移相馈电网络单独连接；所述的移相馈电网络设置在反射板的下方，移相馈电网络内能设置两个90°移相功分器和一个180°移相功分器并通过微带线连接，移相功分器上设置有输入端口和输出端口，移相功分器上还设置连接有匹配负载，移相功分器间通过相位变换，能使天线阵元进行天线圆极化工作。
优选地，所述的四个馈电端口呈中心对称，相邻端口相位差为90°。
优选地，所述的天线阵元设置有四个金属化通孔，天线阵元间的隔离度大于18dB，天线阵元分别连接独立的移相馈电网络。
优选地，所述的移相馈电网络由上层金属层、中间介质层和底层金属层组成；移相馈电网络的上层金属层和底层金属层通过金属化通孔连接。
优选地，所述的90°移相功分器的输入端口相位设置为0°和90°；所述180°移相功分器的输入端口相位设置为0°和180°。
优选地，所述的移相馈电网络中的两个90°移相功分器的四个输入端口分别与阵列天线阵元的四个馈电端口相连。
优选地，所述移相馈电网络中的一个180°移相功分器的两个输入端口分别与两个90°移相功分器的输出端口连接。
优选地，所述移相馈电网络中，天线阵元的四个馈电端口到90°移相功分器的输入端口的微带线等长。
优选地，所述移相馈电网络中，两个90°移相功分器的输出端口到180°移相功分器的两个输入端口的微带线等长。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的移相馈电网络由两个90°移相功分器与180°移相功分器相连，能实现阵列天线圆极化工作。
2.本发明采用多个馈电端口馈电的天线阵元组成阵列天线装置，天线阵元通过四馈电端口馈电，每个相邻端口相位相差90°，每个天线阵元间的隔离度均大于18dB，使得天线具有良好的低仰角增益以及轴比性能。
3.本发明结构紧密，体积较小，各天线阵元一致性好，且具有较好的轴比性能、低仰角增益和较高的阵元间隔离度。
附图说明
图1是本发明实施例的俯视图；
图2是本发明实施例的侧视图；
图3是本发明实施例的天线阵元的剖面图；
图4是本发明实施例的隔离度仿真结果图；
图5是本发明实施例的轴比仿真结果图；
图6是本发明实施例的方向仿真结果图。
图中：1.微带天线阵列、2.反射板、3.移相馈电网络、4.天线阵元、5.金属辐射片、6.馈电端口、7.移相功分器、71.90°移相功分器、72.180°移相功分器、8.输入端口、9.输出端口、10.匹配负载、11.金属化通孔、12.微带线、81.90°输入端口、82.180°输入端口、91.90°输出端口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2、图3所示，在图中，一种阵列天线装置，由微带天线阵列1、反射板2和移相馈电网络3组成，其特征在于：所述的微带天线阵列1设置在反射板2上方，微带天线阵列1上设置有四个天线阵元4，天线阵元4由金属辐射片5附在介质基片上组成；每个金属辐射片5通过四个馈电端口6与移相馈电网络3相连接，四个天线阵元4分别与四个移相馈电网络3单独连接；所述的移相馈电网络3设置在反射板2的下方，移相馈电网络3内能设置两个90°移相功分器71和一个180°移相功分器72并通过微带线12连接，移相功分器7上设置有输入端口8和输出端口9，移相功分器7上还设置连接有匹配负载10，移相功分器7间通过相位变换，能使天线阵元4进行天线圆极化工作。
在图中，所述的四个馈电端口6呈中心对称，相邻馈电端口6相位差为90°。
在图中，所述的天线阵元4设置有四个金属化通孔11，天线阵元4间的隔离度大于18dB，天线阵元4分别连接独立的移相馈电网络3。
在图中，所述的移相馈电网络3由上层金属层、中间介质层和底层金属层组成；移相馈电网络3的上层金属层和底层金属层通过金属化通孔11连接。
在图中，所述的90°移相功分器71的90°输入端口81相位设置为0°和90°；所述180°移相功分器72的180°输入端口82相位设置为0°和180°。
在图中，所述的移相馈电网络3中的两个90°移相功分器71的四个90°输入端口81分别与天线阵元4的四个馈电端口6相连。
在图中，所述移相馈电网络3中的一个180°移相功分器的两个180°输入端口82分别与两个90°移相功分器71的90°输出端口91连接。
在图中，所述移相馈电网络3中，天线阵元4的四个馈电端口6到90°移相功分器71的90°输入端口81的微带线12等长。
在图中，所述移相馈电网络3中，两个90°移相功分器的90°输出端口91到180°移相功分器的两个180°输入端口82的微带线12等长。
如图4，通过仿真结果可实现微带天线阵列1的各天线阵元4间隔离度大于18dB。
如图5，通过仿真可实现微带天线阵列1的圆极化轴比小于5dB。
如图6为一种阵列天线装置的增益仿真结果。
尽管上述图文已经描述了本发明的优选实施例的说明，但本领域内的技术人员一旦得知了本创造性地概念，则可以对这些实施例做另外的变更和修改，所以，所附的权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更及修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的思想和范围，这样，尚若对本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术范围之内，则本发明意图包含这些改动和变形在内。

Claims (9)

1.一种阵列天线装置，由微带天线阵列、反射板和移相馈电网络组成，其特征在于：所述的微带天线阵列设置在反射板上方，微带天线阵列上设置有四个天线阵元，天线阵元由金属辐射片附在介质基片上组成；每个金属辐射片通过四个馈电端口与移相馈电网络相连接，四个天线阵元分别与四个移相馈电网络单独连接；所述的移相馈电网络设置在反射板的下方，移相馈电网络内能设置两个90°移相功分器和一个180°移相功分器并通过微带线连接，移相功分器上设置有输入端口和输出端口，移相功分器上还设置连接有匹配负载，移相功分器之间通过相位变换，能使天线阵元进行天线圆极化工作。
2.根据权利要求1所述的一种阵列天线装置，其特征在于：所述的四个馈电端口呈中心对称，相邻端口相位差为90°。
3.根据权利要求1所述的一种阵列天线装置，其特征在于：所述的天线阵元设置有四个金属化通孔，天线阵元间的隔离度大于18dB，天线阵元分别连接独立的移相馈电网络。
4.根据权利要求1所述的一种阵列天线装置，其特征在于：所述的移相馈电网络由上层金属层、中间介质层和底层金属层组成；移相馈电网络的上层金属层和底层金属层通过金属化通孔连接。
5.根据权利要求1所述的一种阵列天线装置，其特征在于，所述的90°移相功分器的输入端口相位设置为0°和90°；所述180°移相功分器的输入端口相位设置为0°和180°。
6.根据权利要求1所述的一种阵列天线装置，其特征在于，所述的移相馈电网络中的两个90°移相功分器的四个输入端口分别与阵列天线阵元的四个馈电端口相连。
7.根据权利要求1所述的一种阵列天线装置，其特征在于，所述移相馈电网络中的一个180°移相功分器的两个输入端口分别与两个90°移相功分器的输出端口连接。
8.根据权利要求1所述的一种阵列天线装置，其特征在于，所述移相馈电网络中，天线阵元的四个馈电端口到90°移相功分器的输入端口的微带线等长。
9.根据权利要求1所述的一种阵列天线装置，其特征在于，所述移相馈电网络中，两个90°移相功分器的输出端口到180°移相功分器的两个输入端口的微带线等长。
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