CN107104265A - 超宽带阵列天线 - Google Patents

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晏明
欧阳骏
沈学光
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems

Abstract

本发明公开了一种基于强耦合的超宽带阵列天线。它包括上下两侧具有金属层的底板以及在底板上成型的阵列排布的天线上，天线上方设置有天线罩，底板的正面排布有用于安置天线的凹槽，各个凹槽的中心具有上下通透的用于连通SMP接头的通孔，天线连接有巴伦，巴伦与底板的底端具有间隙，巴伦的金属结构与SMP接头的内径连接。采用上述的结构后，利用排列紧密的偶极子天线单元产生强烈的耦合扩展其带宽，同时在天线的上方加载宽角匹配层，实现宽角扫描的功能，使平衡馈电的同时，巴伦的金属结构与SMP接头的内径相连，与底板则不连通，防止地板与巴伦相连导致短路，不但其结构设计简单、而且加工方便且合理的结构设计使得增益高和稳定性高。

Description

超宽带阵列天线
技术领域
本发明涉及一种基于强耦合的超宽带阵列天线，属于电子无线通信 技术领域。
背景技术
基于强互耦的宽带相控阵的快速发展则是在21世纪，它是一种新型 的相控阵天线。早在20世纪90年代Munk教授与美国军方合作，已经验证 了基于强互耦的相控阵天线的优越性。他的研究团队发现倾斜组阵的偶 极子形式的频率选择表面出现了宽带特性，如果将其做为阵列天线并且 加载宽角匹配层后，其也表现出了良好的相控阵性能。
所谓紧耦合是指其单元之间的间距很小，两个单元之间的耦合比较 强烈，Munk首先给出了加载地板时，天线的输入阻抗随单元之间间距的 缩小出现的变化，当单元间距减小时，天线的输入阻抗实部在增大的同 时，整体的变化范围随频率变化而减小。当天线不工作在中心频率时， 当天线的工作频率在fL时，Z1+表现为感性；当天线工作在fH时，Z1+为容性，同时偶极子天线的性质则是在低频时表为容性，高频时为感性， 即jXA的变化与Z1+的变化正好相反，当合理的调节相邻之间耦合量大小 时，其输入阻抗就在很小的范围内变化，这样就出现了超宽带的现象， 现有技术中，天线结构很多，但是由于其结构设计不合理，通常使其增 益低。稳定性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构设计简单、增益高。稳定 性高的超宽带阵列天线。
为了解决上述技术问题，本发明的超宽带阵列天线，包括上下两侧 具有金属层的底板以及在底板上成型的阵列排布的天线上，天线上方设 置有天线罩，底板的正面排布有用于安置天线的凹槽，各个凹槽的中心 具有上下通透的用于连通SMP接头的通孔，天线连接有巴伦，巴伦与底 板的底端具有间隙，巴伦的金属结构与SMP接头的内径连接。
所述天线罩由介质板制成，所述天线罩的底端设置有用于安置天线 的安置槽，所述天线罩的顶面为光滑的平面。
所述凹槽内还设置有用于安装连接定位件的定位安装孔。
采用上述的结构后，由于设置的阵列排布的天线、用于安装天线的 底板和天线罩以及通过巴伦连接天线的具体安装结构，利用排列紧密的 偶极子天线单元产生强烈的耦合扩展其带宽，同时在天线的上方加载宽 角匹配层，实现宽角扫描的功能，巴伦底端距离底板具有间隙，由此使 平衡馈电的同时，巴伦的金属结构与SMP接头的内径相连，与底板则不 连通，防止地板与巴伦相连导致短路，不但其结构设计简单、而且加工 方便且合理的结构设计使得增益高和稳定性高。
附图说明
图1为本发明超宽带阵列天线的结构示意图；
图2为本发明超宽带阵列天线中底板的端面结构示意图。；
图3为本发明超宽带阵列天线的端口回波损耗图；
图4为本发明超宽带阵列天线的10GHz处天线增益方向图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的超宽带阵列天线作进一 步详细说明。
如图所示，本发明的超宽带阵列天线，包括上下两侧具有金属层的 底板1以及在底板1上成型的阵列排布的天线2上，底板1为介质板 RF-35，天线2上方设置有天线罩3，底板1的正面排布有用于安置天线 的凹槽4，各个凹槽4的中心具有上下通透的用于连通SMP接头的通孔 5，天线2连接有巴伦，具体地说将天线和巴伦焊接，然后把同轴馈电 部分焊接于底板中；巴伦与底板1的底端具有间隙，具体地说在巴伦的 底端距离介质的底端空出1毫米的距离，平衡馈电的同时，巴伦的金属 结构与SMP接头的内径连接，与地板则不连通，防止地板与巴伦相连导 致短路。
进一步地，所说的天线罩3由介质板制成，天线罩3的底端设置有 用于安置天线的安置槽6，天线罩3的顶面为光滑的平面，凹槽4内还 设置有用于安装连接定位件7的定位安装孔8，连接定位件7通过定位 安装孔8安装，由图3可见，阻抗匹配良好，VSWR＜2带宽为2GHz到 10GHz，具有足够宽的带宽覆盖，由图4可见，在整个空间的最大增益 可达到21dB左右,符合要求。

Claims (3)

1.一种超宽带阵列天线，其特征在于：包括上下两侧具有金属层的底板（1）以及在底板（1）上成型的阵列排布的天线（2）上，所述天线（2）上方设置有天线罩（3），所述底板（1）的正面排布有用于安置天线的凹槽（4），各个所述凹槽（4）的中心具有上下通透的用于连通SMP接头的通孔（5），所述天线（2）连接有巴伦，所述巴伦与底板（1）的底端具有间隙，所述巴伦的金属结构与SMP接头的内径连接。
2.按照权利要求1所述的超宽带阵列天线，其特征在于：所述天线罩（3）由介质板制成，所述天线罩（3）的底端设置有用于安置天线的安置槽（6），所述天线罩（3）的顶面为光滑的平面。
3.按照权利要求1或所述的超宽带阵列天线，其特征在于：所述凹槽（4）内还设置有用于安装连接定位件（7）的定位安装孔（8）。
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