CN107591615A - 一种宽频带阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽频带阵列天线，它涉及无线通信领域中的一种宽频带阵列天线、天线单元与馈电网络集成化的设计方法。这种宽频带阵列天线由天线子单元、金属反射地板以及合成网络组成。天线子单元为带反射面的偶极子振子或十字振子，天线子单元射频接口为同轴结构型接口，天线阵列的合成网络为双面涂覆金属的微波介质板结构，天线子单元固定在金属地板上，天线子单元同轴结构的外导体穿过金属地板与合成网络的上层金属相连接，天线子单元同轴结构的内导体穿过金属地板与合成网络的下层金属相连接。这种宽频带阵列天线集成度高，馈电损耗小、馈电效率高、结构紧凑、成本低，特别适用于无线通信领域中工作在宽频带宽频带阵列天线。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信、宽带测向、遥测、遥感和移动通信的一种宽频带阵列天线。
背景技术
宽频带阵列天线，频带宽，增益高，具有多功能、多用途、综合集成等技术特点。正是因为有这些优点，所以其在军事、民用领域都有着广泛的需求。
目前宽频带阵列天线主要有如下几种：微带阵列天线、超宽带阵列天线、带反射地板的振子阵列天线等。但这几种宽频带阵列天线应用都有一定局限，体现在：
微带阵列天线：微带阵列天线具有体积小、剖面低、集成度高等特点，但微带天线阵列天线带宽比较窄，效率低；
超宽带阵列天线：超宽带阵列天线的最大优点是天线带宽非常宽，可以减小天线的安装数量，但超宽带阵列天线的辐射效率随天线的工作频率变化非常大，在天线的高频段合低频段效率通常较低；
带反射地板的振子阵列天线：带反射地板的振子阵列天线现阶段是应用比较广泛的宽带阵列天线形式，具有结构简单、紧凑，合成效率高等特点，通过合理的结构设计，天线单元可以采用铸造的方式，极大地降低了阵列天线的成本，但这种阵列天线形式通常采用射频电缆配合功分器的合成网络方式，这样的合成网络幅度、相位一致性较差，天线损耗大，合成效率低。
目前针对带反射地板的振子阵列天线，研究重点多在于对天线子单元的改进。对阵列天线的合成网络改进方案较少，采用盲插射频接口将将两块馈电板网络版连接在一起的结构在专利CN201710090635.9中有所陈述。这种方式虽然使天线的安装、装配更加方面，对该进天线合成网络的幅度、相位一致性并没有提高。
因此，研究一种宽带阵列天线尽可能简单，降低成本，又能保证幅度、相位一致性的合成网络是很有必要的。
发明内容
本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宽频带阵列天线，天线子单元为带反射面的偶极子振子或十字振子，天线子单元射频接口为同轴结构型接口，天线阵列的合成网络为双面涂覆金属的微波介质板结构，天线子单元固定在金属地板上，天线子单元同轴结构的外导体穿过金属地板与合成网络的上层金属相连接，天线子单元同轴结构的内导体穿过金属地板与合成网络的网络下层金属层相连接。
本发明所采取的技术方案为：
本发明包括天线子单元1、反射地板2和合成网络3，天线子单元1典型结构为十字振子结构，天线子单元1的射频接口为同轴结构型接口11，同轴结构的外导体12和内导体13的结构尺寸可以根据同轴结构特征阻抗的改变，同轴型接口11的典型结构为50Ω同轴线结构；合成网络3下层金属圆环34通过孔化孔35与合成网络3的上层金属31相连接；同轴结构的外导体12的下端为N根金属柱组成的笼型结构14，天线子单元1的外导体12的笼型结构14穿过反射地板2上的圆孔21和合成网络3上孔化孔35与合成网络3的下层金属环34相连接；天线子单元1的内导体13通过反射地板2上的圆孔21和合成网络3的上层金属的圆孔33与合成网络3的下层金属32相连接。
本发明所取得的有益效果为：
通过改变天线子单元与天线合成网络的连接方式，提高阵列天线子单元之间的幅度、相位一致性，降低了天线合成网络的损耗，提高了天线的电气性能，同时这种连接方式结构紧凑，降低了天线的剖面高度
附图说明：
图1为宽频带阵列天线的总体结构示意图
图2为天线子单元示意图。
图3为金属反射板示意图。
图4为天线合成网络正面视图。
图5为天线合成网络正面局部放大视图。
图6为天线合成网络反面视图。
图7为天线合成网络反面局部放大视图。
具体实施方式
本发明包括天线子单元1、反射地板2和合成网络3，天线子单元1典型结构为十字振子结构，天线子单元1的射频接口为同轴结构型接口11，同轴结构的外导体12和内导体13的结构尺寸可以根据同轴结构特征阻抗的改变，同轴型接口11的典型结构为50Ω同轴线结构；合成网络3下层金属圆环34通过孔化孔35与合成网络3的上层金属31相连接；同轴结构的外导体12的下端为N根金属柱组成的笼型结构14，天线子单元1的外导体12的笼型结构14穿过反射地板2上的圆孔21和合成网络3上孔化孔35与合成网络3的下层金属环34相连接；天线子单元1的内导体13通过反射地板2上的圆孔21和合成网络3的上层金属的圆孔33与合成网络3的下层金属32相连接。
本发明的简要工作原理：
宽频带阵列天线由天线子单元、金属反射地板以及合成网络组成。天线子单元同轴结构的外导体穿过金属地板与合成网络的上层金属相连接，天线子单元同轴结构的内导体穿过金属地板与合成网络的网络的下层金属相连接，实现射频信号的发射或接收。
Claims (8)
1.一种宽频带阵列天线，包括天线子单元、反射地板和合成网络，其特征在于所述的天线子单元为带反射地板的偶极子振子或十字振子单元，天线子单元射频接口为同轴结构型接口；所述的反射地板为金属板或带有金属涂层的介质板，天线子单元固定在反射地板上；所述的合成网络为双面涂覆金属的微波介质板结构，合成网络的上层金属与天线子单元同轴结构的外导体相连接，合成网络的下层金属与天线子单元同轴结构的内导体相连接。
2.根据权利要求1所述的一种宽频带阵列天线，其特征在于：所述的天线子单元可以根据极化方式的不同选取不同的子单元形式。
3.根据权利要求1所述的一种宽频带阵列天线，其特征在于：所述的天线子单元射频接口为同轴结构，同轴结构可以根据不同的阻抗匹配系统选取不同特征阻抗的同轴结构。
4.根据权利要求3所述的一种宽频带阵列天线，其特征在于：所述的天线子单元射频接口的外导体在接口端以内导体为中心，由N根金属构成的笼状结构。
5.根据权利要求1所述的一种宽频带阵列天线，其特征在于：反射地板在天线阵列规模较小时，可以用合成网络的上层金属代替。
6.根据权利要求1所述的一种宽频带阵列天线，其特征在于：合成网络双面涂覆金属的微波介质板结构的介质材料可以选取不同的介电常数，也可以采用空气做为介质填充材料。
7.根据权利要求1所述的一种宽频带阵列天线，其特征在于：合成网络的上层金属通过金属过孔与下层的金属圆环相连接。
8.根据权利要求1所述的一种宽频带阵列天线，其特征在于：天线子单元的同轴结构与合成网络的连接方式可以采用焊接、螺接合压接等方式。
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| CN201710738686.8A CN107591615A (zh) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | 一种宽频带阵列天线 |
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Publications (1)
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| CN107591615A true CN107591615A (zh) | 2018-01-16 |
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- 2017-08-25 CN CN201710738686.8A patent/CN107591615A/zh active Pending
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