CN112881816A - 一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置 - Google Patents

一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112881816A
CN112881816A CN202110060804.0A CN202110060804A CN112881816A CN 112881816 A CN112881816 A CN 112881816A CN 202110060804 A CN202110060804 A CN 202110060804A CN 112881816 A CN112881816 A CN 112881816A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
line
shielding
wavy
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110060804.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112881816B (zh
Inventor
周雷
温亚庆
施扬逸
丛友记
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
724th Research Institute of CSIC
Original Assignee
724th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 724th Research Institute of CSIC filed Critical 724th Research Institute of CSIC
Priority to CN202110060804.0A priority Critical patent/CN112881816B/zh
Publication of CN112881816A publication Critical patent/CN112881816A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112881816B publication Critical patent/CN112881816B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas

Abstract

本发明涉及一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置。包括耦合微带线、直线形屏蔽线、波浪形屏蔽线以及贯穿屏蔽线的金属化孔。其特点是通过在耦合线两侧加载波浪形屏蔽线，减小了单元之间的能量串扰，降低了频带内耦合线与天线单元之间耦合系数的波动幅度，提升了对每个天线单元的幅相监测能力。整个监测装置与平面天线集成一体化设计，易于与雷达系统集成，本发明使得相控阵具有宽带、结构简单、集成度高且幅相监测性能稳定的特点。

Description

一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置
技术领域
本发明属于雷达天馈线技术领域，尤其涉及一种三角栅格平面阵的集成幅相监测装置。
背景技术
当今，数字化雷达是发展主流，不仅要求天线阵具有宽角工作、宽角扫描的电性能，还要求其具有平面化、低剖面、重量轻以及集成化的结构性能，并要求天线阵具有对全阵面各有源天线单元幅度相位进行监测的功能。传统的Vivaldi天线、喇叭天线、对数周期天线、印刷阵子天线等类型的天线剖面高，不易于与系统平面化集成，内监测网络不易于与整个天线阵面一体化集成设计。已有幅相监测装置中，已有相关技术人员对不同栅格排列形式的阵列天线进行了内监测网络与天线一体化集成化设计研究，提出了不同设计方法，各有优缺点。针对特定的宽带三角栅格平面形式的天线阵列，在宽带情况下，由于阵列天线单元互耦效应的存在，频带内各有源单元的幅度监测值起伏较大，对系统的监测动态范围要求高，影响系统的监测稳定性。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明提出了一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置，其监测网络与天线一体化集成设计，实现了稳定的幅相监测功能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置，包括耦合微带线、直线形屏蔽线、波浪形屏蔽线以及贯穿屏蔽线的金属化孔。监测装置整体位于三角栅格排列的两行相邻天线单元中间，集成于天线馈线层和天线贴片层的印制板上。耦合微带线位于相邻两行天线中间的天线馈线层上，位于馈线层上两行天线微带馈线中间，与微带馈线平行；直线形屏蔽线位于耦合微带线两侧，与天线单元位置相互错开；波浪形屏蔽线位于相邻两行天线辐射贴片中间，与天线辐射贴片位于同层；贯穿屏蔽线的金属化孔将直线形屏蔽线、波浪形屏蔽线和地板相连接。
本发明还可以应用于大规模阵列，当阵列规模扩大时，在每间隔两行天线单元中间引入另一条接地的波浪形屏蔽线，但不放置耦合微带线,每两行中间的波浪形屏蔽线相错位。
本发明与现有技术相比，其有益的效果是：
本发明中的屏蔽线式幅相监测网络装置，通过在微带耦合线上加载波浪形屏蔽线，降低了单元之间耦合能量相互串扰，改善对阵面天线单元幅相监测的稳定性的同时，提升了阵面扫描能力。
下面将结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明所述平面阵模块外观示意图。1是背腔型天线单元模块，2是屏蔽线式幅相监测网络装置模块，3是寄生金属螺钉。
图2是所示平面阵模块具体组成示意图。4是天线顶层介质基板，5是天线中间介质基板，6是天线底层介质基板，7是金属反射板，8是金属化短路柱，9是金属谐振腔，10是顶层波浪形屏蔽线。
图3是天线底层介质基板的电路示意图。11是天线馈电耦合微带线，12是馈线层耦合线屏蔽线，13是微带形式监测耦合线。
图4是大规模平面阵及监测装置示意图示意图。14是间隔行波浪形屏蔽线。
图5是E面扫描时阵中天线单元有源电压驻波比。
图6是H面扫描时阵中天线单元有源电压驻波比。
图7是耦合线电压波比及传输损耗系数。
图8是引入波浪形屏蔽线前天线单元与耦合线间的耦合度。
图9是引入波浪形屏蔽线后天线单元与耦合线间的耦合度。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明一实施例整体由背腔型三角平面阵列天线1、屏蔽线式幅相监测网络装置2及寄生金属螺钉3组成。
平面阵的2行模块的详细组成及布局方式见图1～图4，集成幅相监测装置三角平面阵主要由三块PCB印制板4、5、6和1个金属板7组成，PCB印制板4集成了天线辐射贴片1、顶层波浪形屏蔽线10，PCB印制板5主要起支撑作用，并设置有金属化孔8，PCB印制板6集成了天线的耦合馈电微带线11、馈线层耦合线屏蔽线12和微带形式监测耦合线13，天线的谐振腔体9位于反射板7上；天线单元的主极化方向设置有两个寄生金属螺钉3，寄生金属螺钉3将三个PCB印制板固定在反射板7上。
集成化幅相监测装置屏蔽线式幅相监测网络装置位于每两个相邻行天线单元中间，见图2，其包含PCB印制板4上的波浪形屏蔽线10、PCB印制板6上的馈线层耦合线屏蔽线12和微带形式监测耦合线13以及贯穿PCB印制板4～6的金属化孔8。当阵列进行规模扩大时，在每两个相邻行天线单元中间引入了波浪形短路屏蔽线14，见图4。
波浪形短路屏蔽线10和14的引入，降低了单元之间耦合能量相互串扰，提升了阵面幅相监测稳定性，且降低了阵列中天线单元之间的互耦，从而使得阵列在进行波束扫描时，阵中天线单元的有源电压驻波比变化很小，图5为E面扫描时阵中天线单元有源电压驻波比，图6为H面扫描时阵中天线单元有源电压驻波比，在满足阵中有源电压驻波比小于2的情况下，天线的相对工作带宽为35％。
集成化幅相监测网络装置的发明提升了监测网络对天线单元的幅相监测性能，图7是耦合线电压波比及传输损耗系数。图8是引入波浪形屏蔽线前天线单元与耦合线间的耦合度。图9是引入波浪形屏蔽线后天线单元与耦合线间的耦合度，引入集成化幅相监测网络装置前监测口与该条监测网络装置两侧的天线单元的端口的耦合系数在-44～-25dB之间，整体上不同端口的耦合系数一致性良好，但工作频带内耦合度起伏较大，单个端口频带内波动在8～12dB左右。引入集成化幅相监测网络装置后监测口与该条监测网络装置两侧的天线单元的端口的耦合系数在-34～-31dB之间，单个端口的耦合度频带内波动在3～4dB左右。显然，相比于引入集成化幅相监测网络装置前的耦合度系数，内监测线耦合度的带内平坦度得到了很大的提升，更加有利于对阵列天线单元的幅相进行监测及校准。

Claims (2)

1.一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置，包括耦合微带线、直线形屏蔽线、波浪形屏蔽线以及贯穿屏蔽线的金属化孔，所有部件蚀刻在三块印制板上，其特征在于：
所述集成幅相监测装置整体位于三角栅格排列的两行相邻天线单元中间，集成于天线馈线层和天线贴片层的印制板上；
所述耦合微带线位于两行相邻天线单元中间，蚀刻在底层印制板上，与天线馈线同层，平行于天线微带馈线；
所述直线形屏蔽线位于耦合微带线两侧，与天线馈线同层，与天线馈线位置相互错开排列放置；
所述波浪形屏蔽线位于最上层印制板上侧，与天线单元贴片同层，与天线单元位置相互错开排列放置；
所述贯穿屏蔽线的金属化孔自上而下将波浪形屏蔽线、直线形屏蔽线与地板短路相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置，其特征在于：当阵列规模扩大时，在每间隔两行天线单元中间引入另一条接地的波浪形屏蔽线，每两行中间的波浪形屏蔽线相错位。
CN202110060804.0A 2021-01-18 2021-01-18 一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置 Active CN112881816B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110060804.0A CN112881816B (zh) 2021-01-18 2021-01-18 一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110060804.0A CN112881816B (zh) 2021-01-18 2021-01-18 一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112881816A true CN112881816A (zh) 2021-06-01
CN112881816B CN112881816B (zh) 2023-09-26

Family

ID=76048860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110060804.0A Active CN112881816B (zh) 2021-01-18 2021-01-18 一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112881816B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114512805A (zh) * 2022-01-19 2022-05-17 中国电子科技集团公司第十研究所 埋藏式夹心宽带耦合校准网络

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202443779U (zh) * 2011-12-08 2012-09-19 华新丽华股份有限公司 耐扭转屏蔽电缆
JP2016225105A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 株式会社オートネットワーク技術研究所 シールド導電路
CN106711597A (zh) * 2017-01-03 2017-05-24 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种集成幅相监测网络的印刷振子阵列天线模块
CN110380238A (zh) * 2019-07-20 2019-10-25 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种同层集成射频内监测线的贴片天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202443779U (zh) * 2011-12-08 2012-09-19 华新丽华股份有限公司 耐扭转屏蔽电缆
JP2016225105A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 株式会社オートネットワーク技術研究所 シールド導電路
CN106711597A (zh) * 2017-01-03 2017-05-24 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种集成幅相监测网络的印刷振子阵列天线模块
CN110380238A (zh) * 2019-07-20 2019-10-25 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种同层集成射频内监测线的贴片天线

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周星, 王书平, 魏光辉: "雷电电磁脉冲对数字电路的辐照耦合试验研究", 军械工程学院学报, no. 05 *
胡申;史娜;宋昊;李凡;胡昂;: "线路用避雷器在线监测装置电磁兼容试验研究", 电气技术, no. 03 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114512805A (zh) * 2022-01-19 2022-05-17 中国电子科技集团公司第十研究所 埋藏式夹心宽带耦合校准网络
CN114512805B (zh) * 2022-01-19 2023-08-25 中国电子科技集团公司第十研究所 埋藏式夹心宽带耦合校准网络

Also Published As

Publication number Publication date
CN112881816B (zh) 2023-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109193171B (zh) 一种基于Van Atta阵列极化转换的低RCS微带天线
CN108598691B (zh) 基于平板长槽天线的宽带宽角扫描相控阵天线
CN108039591B (zh) 具有谐波抑制能力的双线极化整流天线
CN108511924B (zh) 一种用于毫米波通信系统的宽带端射天线阵列
CN114284736B (zh) 一种毫米波宽频段高增益双极化磁电偶极子滤波天线
CN1941506A (zh) 非辐射边馈电的宽带双层矩形微带贴片天线
CN109449589B (zh) 具有宽带宽扫特性的两维有源相控阵天线单元
CN112881816B (zh) 一种用于三角栅格宽带平面阵的集成幅相监测装置
CN111403911B (zh) 一种低剖面宽频带天线
US11791559B1 (en) Broadband solar cell antenna
CN113690595A (zh) 一种宽波束天线单元及相控阵
CN110380238B (zh) 一种同层集成射频内监测线的贴片天线
CN109037895A (zh) 宽带宽角低剖面的紧耦合天线阵
CN110380200B (zh) 一种混合功分馈电的平面角锥天线阵列
CN115224494A (zh) 一种双频双极化共口径天线及天线阵列
CN212303918U (zh) 一种缝隙耦合的宽带单馈圆极化微带天线
CN112103640B (zh) 一种基于5g毫米波基站的天线阵及其排布方法
CN112635994A (zh) 一种微带串馈天线及毫米波雷达
CN113258304A (zh) 一种双极化高隔离天线阵列及通信设备
CN111244627A (zh) 波导缝隙阵列天线
CN110556624A (zh) 一种移动通信天线的单元结构及阵列结构
CN111244619A (zh) 基于空气基片集成波导的贴片阵列天线
CN116885461A (zh) 高集成度低剖面宽带宽角扫描印制电磁偶极子阵列天线
CN220873842U (zh) 一种天线装置及雷达设备
CN220753757U (zh) 一种k频段高增益宽带微带天线及天线单元

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 210003 No. 346, Zhongshan North Road, Jiangsu, Nanjing

Applicant after: 724 Research Institute of China Shipbuilding Corp.

Address before: 210003 No. 346, Zhongshan North Road, Jiangsu, Nanjing

Applicant before: 724TH RESEARCH INSTITUTE OF CHINA SHIPBUILDING INDUSTRY Corp.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant