CN115275616A - 一种结构功能一体化微带共形天线单元及阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种结构功能一体化微带共形天线单元及阵列天线，该天线单元由三层柔性介质基板、两层芳纶纸蜂窝芯通过尼龙螺丝复合而成，在矩形辐射贴片、耦合缝隙、50欧姆微带馈线设置在第一、第二层柔性介质基板上；第三层柔性介质基板下表面上设置金属反射面。阵列天线的构成与天线单元的相同，多组矩形辐射贴片、耦合缝隙、50欧姆微带馈线以相对位置固定的方式设置在阵列天线的上部两层柔性介质基板上，并通过威尔金森功分器实现输入信号的一分多。在多层介质基板之间引入蜂窝纸芯，使天线的表面承重和结构稳定特性得到有效提高；天线采用柔性介质基板，与其载体共形能力强，同时在一定弯曲形变状态下，电性能稳定。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，涉及一种结构功能一体化微带共形天线单元及阵列天线，尤其涉及一种Ku波段的结构功能一体化微带共形阵列天线。
背景技术
共形天线是一类具有与物体外形良好兼容特性的天线，它相当于贴在物体表面、与物体外形融合在一起，在实现天线电磁辐射特性的同时，能够有效满足载体良好的气动布局和空气动力布局，可以解决一些挤占内部空间，散热困难，不能有效隐身等问题，因此成为天线近年来的研究热点。传统的共形阵列天线主要是基于既定的载体展开设计，这类共形阵列天线设计已经具备成熟的技术，但是考虑到制造成本、可移植性和生命周期，这类天线在实际应用中不具备良好的普适性。随着柔性材料的发展和广泛应用，共形天线的设计进入了一个新的时代。柔性材料所具备的自由弯曲、质量轻、成本较低等特点，使得柔性天线在实际应用中的普适性得以提升。在高速飞行器上，共形阵列天线多被安放在载体的表层蒙皮下。考虑到飞行器的高速飞行的外部压力和非周期性的抖动使得柔性共形天线发生扭曲形变，因此在兼顾共形阵列天线的柔性特性和电性能稳定下，对共形天线设计提出结构功能一体化要求。结构功能一体化微带共形天线，即既可以载体结构承载的一部分，同时具有电磁波收发功能的电子设备。
发明内容
为解决现有的共形天线设计成产周期长、可移植性不强等技术缺陷，本发明提出了一种结构功能一体化微带共形天线单元及阵列天线，所采用介质基板的柔性特性能够实现多类载体的共形，提高其应用的广泛性；同时通过结构功能一体化的设计，在兼具实现电磁波的收发和一定的载体结构承载功能的同时，保证天线的宽频带、小型化、结构简单等特点。
为实现上述目标，本发明提出的技术方案是：设计一种结构功能一体化微带共形天线单元，其特征在于，该天线单元包括第一柔性介质基板、第二柔性介质基板、第三柔性介质基板、芳纶纸蜂窝芯、矩形辐射贴片、金属接地面、 50欧姆微带馈线、金属反射面；其中，第一柔性介质基板、第二柔性介质基板、第三柔性介质基板由上到下布置，芳纶纸蜂窝芯为两块，两者分别设置于三块柔性介质基板之间，使三块柔性介质基板之间无直接接触；矩形辐射贴片设置于第一柔性介质基板的顶面；第二柔性介质基板上表面的中心开有左右方向的矩形槽，该矩形槽未贯穿到下表面，该矩形槽为耦合缝隙，上表面上除耦合缝隙之外的地方均被金属接地面覆盖；耦合缝隙平行且居中的设置在矩形辐射贴片的正下方，且耦合缝隙的长度不超过矩形辐射贴片在左右方向上的长度；
第二柔性介质基板下表面的中下部的位置上设置有一条50欧姆微带馈线， 50欧姆微带馈线沿前后方向设置且与耦合缝隙在空间上呈垂直相交状态，50欧姆微带馈线的后端位于耦合缝隙后侧的后方；
50欧姆微带馈线的前端与第二柔性介质基板的下表面前侧边缘处平齐；第三柔性介质基板的下表面被金属反射面全覆盖；
三块柔性介质基板上均设置有螺丝孔，尼龙螺钉通过螺丝孔与芳纶纸蜂窝芯上的蜂窝孔完成天线单元多层结构的固定和相对位置的校准。
进一步地，一种结构功能一体化微带共形阵列天线，其特征在于，该阵列天线采用了如上所述的天线单元相同的构成，还设置有一个威尔金森功分器；
具体的，该阵列天线有N组相同的配置，每一组包括一个矩形辐射贴片、一个耦合缝隙、一个50欧姆微带馈线，每一组的三个部分之间的相对位置设置与上述的天线单元中的相同，N组配置设置在顶层柔性介质基板、中层柔性介质基板上的相应位置；
中层柔性介质基板的上表面上除了N个耦合缝隙之外的地方被金属接地面全覆盖；
威尔金森功分器设置在中层柔性介质基板的下表面上，其输入端与中层柔性介质基板下表面的右侧边缘处平齐，其N个输出端分别与N个50欧姆微带馈线的前端衔接；
底层柔性介质基板的下表面被金属反射面全覆盖；
两层芳纶纸蜂窝芯分别置于顶层柔性介质基板与中层柔性介质基板、中层柔性介质基板与底层柔性介质基板之间，且柔性介质基板能够将芳纶纸蜂窝芯全覆盖；
在三块柔性介质基板上分别开有螺丝孔，尼龙螺钉通过螺丝孔与芳纶纸蜂窝芯上的蜂窝孔完成对三层柔性介质基板和两层芳纶蜂窝芯的固定。
与现有的技术相比，本发明有益效果在于：
1、由于芳纶纸蜂窝芯具有承载特性，通过在多层柔性介质基板之间引入蜂窝纸芯，有效提高了天线的承重和结构稳定特性，因此其具备一定结构承载和电磁波收发功能，即结构功能一体化特性，能够被共形在物体的表面；
2、芳纶纸蜂窝芯的引入能够有效降低顶层介质基板的等效介电常数，等效介电常数的降低能够实现天线的宽频带特性，同时在底层介质基板的背部引入全金属反射面，能够有效实现对天线后瓣辐射的抑制功能；
3、天线单元的馈电结构与辐射结构的分开分层设计，使得天线单元在进行组阵设计时，只需将功分器进行独立设计，便于天线组阵；
4、该天线单元及阵列天线在一定弯曲形变状态下，电性能保持稳定，因此具有应用范围广、可移植性强和生命周期长等特点。
附图说明
图1是本发明一种结构功能一体化微带共形天线单元一种实施例的装配示意图；
图2是本发明一种结构功能一体化微带共形天线单元一种实施例的第一柔性介质基板的正面结构示意图；
图3是本发明一种结构功能一体化微带共形天线单元一种实施例的第二柔性介质基板的正面结构示意图；
图4是本发明一种结构功能一体化微带共形天线单元一种实施例的第二柔性介质基板的背面结构示意图；
图5是本发明一种结构功能一体化微带共形天线单元一种实施例的第三柔性介质基板的背面结构示意图；
图6是本发明实施例1中的结构功能一体化微带共形天线单元在平面和不同形变弯曲状态的反射系数曲线图；
图7是本发明实施例1中的结构功能一体化微带共形天线单元在平面和不同形变状态下的工作在12.5GHz的H面的辐射方向图；
图8是本发明实施例1中的结构功能一体化微带共形天线单元在平面和不同形变状态下的工作在12.5GHz的E面辐射方向图；
图9是本发明一种结构功能一体化微带共形阵列天线一种实施例的顶层柔性介质基板的正面结构示意图；
图10是本发明一种结构功能一体化微带共形阵列天线一种实施例的中层柔性介质基板的正面结构示意图；
图11是本发明一种结构功能一体化微带共形阵列天线一种实施例的中层柔性介质基板的背面结构示意图；
图12是本发明一种结构功能一体化微带共形阵列天线一种实施例的底层柔性介质基板的背面结构示意图；
图13是本发明一种结构功能一体化微带共形阵列天线一种实施例的威尔金森功分器结构示意图；
图14是本发明实施例1中的结构功能一体化微带共形阵列天线在不同形变角度下的回波损耗曲线图；
图15是本发明实施例1中的结构功能一体化微带共形阵列天线在不同形变状态下的工作在12.5GHz的H面辐射方向图；
图16是本发明实施例1中的结构功能一体化微带共形阵列天线在不同形变状态下的工作在12.5GHz的E面辐射方向图；
图17是本发明天线单元或阵列天线的形变示意图(图中上部的曲面示意为天线单元或阵列天线)。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种结构功能一体化微带共形天线单元(简称天线单元)，其特征在于，该天线单元包括第一柔性介质基板、第二柔性介质基板、第三柔性介质基板、芳纶纸蜂窝芯、矩形辐射贴片、金属接地面、50欧姆微带馈线、金属反射面；其中，第一柔性介质基板、第二柔性介质基板、第三柔性介质基板由上到下布置，芳纶纸蜂窝芯为两块，两者分别设置于三块柔性介质基板之间，使三块柔性介质基板之间无直接接触。矩形辐射贴片设置于第一柔性介质基板的顶面；第二柔性介质基板上表面的中心开有左右方向的矩形槽，该矩形槽未贯穿到下表面，该矩形槽为耦合缝隙，上表面上除耦合缝隙之外的地方均被金属接地面覆盖；耦合缝隙的长宽比约为12:1；耦合缝隙平行且居中的设置在矩形辐射贴片的正下方，且耦合缝隙的长度不超过矩形辐射贴片在左右方向上的长度。
第二柔性介质基板下表面的中下部的位置上设置有一条50欧姆微带馈线， 50欧姆微带馈线沿前后方向设置且与耦合缝隙在空间上呈垂直相交状态，50欧姆微带馈线的后端位于耦合缝隙后侧的后方。
50欧姆微带馈线的前端与第二柔性介质基板的下表面前侧边缘处平齐。50 欧姆微带馈线的后端末端距离耦合缝隙口径中心的长度为该天线所设计的中心工作频点(即预设的最适合的中心工作频点)表面波长的四分之一。第三柔性介质基板的下表面被金属反射面全覆盖。
第一柔性介质基板、第二柔性介质基板、第三柔性介质基板的尺寸相同，两块芳纶纸蜂窝芯的尺寸相同，且柔性介质基板能够将芳纶纸蜂窝芯全覆盖。三块柔性介质基板的四个角上均设置螺丝孔，四根尼龙螺钉通过螺丝孔与芳纶纸蜂窝芯上的蜂窝孔完成天线单元多层结构的固定和相对位置的校准。
该天线单元的的工作原理：金属接地面将50欧姆微带馈线和天线辐射部分分离，电信号从50欧姆微带馈线输入，通过耦合缝隙激励矩形辐射贴片，从而实现天线的电磁波辐射特性；第三柔性介质基板的下表面上印制有全金属反射面，实现对天线单元后向辐射的抑制，从而有效降低天线的后瓣。
具体的，矩形辐射贴片的长度为W，宽度为L，εe为介质的相对有效介电常数，εr为介质的等效介电常数，ΔLp为贴片的延伸量(即考虑介质基板的影响而引入的数值计算因素)，h1为单层柔性介质基板的厚度，h2为单层芳纶纸蜂窝芯的厚度，Wp为50欧姆微带馈线的宽度，C为光速，fr为天线的中心工作频点，其关系近似满足：
HP＝h1+h2
天线单元的工作带宽BW与介质的等效介电常数εr呈反比关系，即
由于芳纶纸蜂窝芯层的等效介电常数接近1，与顶层柔性介质基板组成的混合介质的等效介电常数满足：
式中，h1为顶层柔性介质基板的厚度，h2为芳纶纸蜂窝芯的厚度，因此其混合等效介电常数相较于顶层柔性介质基板的等效介电常数得到有效降低，从而该天线单元的工作带宽得以提升。
进一步，本发明提出了一种结构功能一体化微带共形阵列天线(简称阵列天线)，其特征在于，该阵列天线采用了如上述天线单元相同的构成，还设置有一个威尔金森功分器。
具体的，该阵列天线有N(N为不小于2的正整数)组相同的配置，每一组包括一个矩形辐射贴片、一个耦合缝隙、一个50欧姆微带馈线，每一组的三个部分之间的相对位置设置与上述的天线单元中的相同，N组配置设置在顶层柔性介质基板、中层柔性介质基板上的相应位置；
中层柔性介质基板的上表面上除了N个耦合缝隙之外的地方被金属接地面全覆盖；
威尔金森功分器设置在中层柔性介质基板的下表面上，其输入端与中层柔性介质基板下表面的右侧边缘处平齐，其N个输出端分别与N个50欧姆微带馈线的前端衔接；
底层柔性介质基板的下表面被金属反射面全覆盖；
两层芳纶纸蜂窝芯分别置于顶层柔性介质基板与中层柔性介质基板、中层柔性介质基板与底层柔性介质基板之间，且柔性介质基板能够将芳纶纸蜂窝芯全覆盖；
在三块柔性介质基板上分别开有螺丝孔，尼龙螺钉通过螺丝孔与芳纶纸蜂窝芯上的蜂窝孔完成对三层柔性介质基板和两层芳纶蜂窝芯的固定。
威尔金森功分器用于实现将一个端口输入信号分成N个部分之后分别传输给N个50欧姆微带馈线，N个50欧姆微带馈线所接收到的信号幅度比是均相同，且相位相同。
该阵列天线的工作原理：该阵列天线的N组相同的配置以及与其对应的金属接地面、金属反射面部分构成N个天线单元，信号通过一分N的威尔金森功分器输入，之后一分N的威尔金森功分器将信号等分成N份分别输到N个天线单元的50欧姆微带馈线，N个天线单元的50欧姆微带馈线所接收到的信号幅度相同，且相位相同。芳纶纸蜂窝芯层的加入使得该阵列天线的工作带宽得以提升，金属反射面的设置实现对阵列天线后向辐射的抑制，从而有效降低天线的后瓣。
实施例1
本实施案例提供一种结构功能一体化微带共形天线单元(简称天线单元，参见图1-5)，该天线单元的工作频段为Ku波段，其特征在于包括第一柔性介质基板101、第二柔性介质基板102、第三柔性介质基板103、芳纶纸蜂窝芯104、矩形辐射贴片105、金属接地面106、50欧姆微带馈线108、金属反射面109；其中，第一柔性介质基板101、第二柔性介质基板102、第三柔性介质基板103 由上到下布置，芳纶纸蜂窝芯104为两块，两者分别设置于三块柔性介质基板之间，使三块柔性介质基板之间无直接接触。矩形辐射贴片105设置于第一柔性介质基板101的顶面；第二柔性介质基板102上表面的中心开有左右方向的矩形槽，该矩形槽未贯穿到下表面，该矩形槽为耦合缝隙107，上表面上除耦合缝隙107之外的地方均被金属接地面106覆盖；耦合缝隙107的长宽比约为12:1；耦合缝隙107平行且居中的设置在矩形辐射贴片105的正下方，且耦合缝隙107 的长度不超过矩形辐射贴片105在左右方向上的长度。
第二柔性介质基板102下表面的中下部的位置上设置有一条50欧姆微带馈线108，50欧姆微带馈线108沿前后方向设置且与耦合缝隙107在空间上呈垂直相交状态，50欧姆微带馈线108的后端位于耦合缝隙107后侧的后方。
50欧姆微带馈线108的前端与第二柔性介质基板102的下表面前侧边缘处平齐。50欧姆微带馈线108的后端末端距离耦合缝隙107口径中心的长度为天线所设计中心工作频点表面波长的四分之一。第三柔性介质基板103的下表面被金属反射面109全覆盖。
第一柔性介质基板101、第二柔性介质基板102、第三柔性介质基板103的尺寸相同，两块芳纶纸蜂窝芯104的尺寸相同，且柔性介质基板能够将芳纶纸蜂窝芯全覆盖。在三块柔性介质基板101-103的四个角上设置螺丝孔(第三柔性介质基板103上螺丝孔的附图标记为1101-1104)，四根尼龙螺钉通过螺丝孔与芳纶纸蜂窝芯上的蜂窝孔完成天线单元多层结构的固定和相对位置的校准。
上述三层柔性介质基板尺寸相同，两块芳纶纸蜂窝芯尺寸相同；柔性介质基板具备自由弯曲特性，通过搭载芳纶纸蜂窝芯，使得天线单元在具备自由弯曲特性的同时具备承重特性。
本实施例中柔性介质基板采用聚酰亚胺(PI)，其介电常数为3.5，柔性介质基板的长宽高尺寸为：14.52mm×14.52mm×0.3mm；所述矩形辐射贴片的长宽尺寸为：7.04mm×6.9mm；所述金属接地面106的尺寸为：14.52mm×14.52 mm；所述耦合缝隙107为金属接地面106中心所开矩形槽，矩形槽的长宽尺寸为：6.15mm×0.51mm；所述50欧姆微带馈线108的长宽尺寸为：0.64mm× 8.4mm；所述金属反射面109的尺寸为：14.52mm×14.52mm；所所述述芳纶纸蜂窝芯的厚度为2mm，长宽尺寸为14.52mm×14.52mm，其蜂窝孔为边长为1.83mm的正六边形；所述尼龙螺丝的直径为1mm，高度为8mm；所述螺丝孔的位置为三块柔性介质基板顶角处，其中心距离两边位置为1.5mm。
图6为该天线单元在平面和30°、60°、90°弯曲四种状态下的反射系数曲线图，从图中可以看出，该天线单元在平面状态下11.5-13.96GHz的反射系数小于-10dB，在30°弯曲状态下11.5-13.865GHz的反射系数小于-10dB，在 60°弯曲状态下11.4-13.86GHz的反射系数小于-10dB，在90°弯曲状态下的 11.38-13.87GHz的反射系数小于-10dB；
图7为该天线单元在平面和30°、60°、90°弯曲四种状态下分别工作在 12.5GHz的H面辐射增益方向图，从图中可以看出，在形变状态下其峰值增益均在8.3dBi左右，具有较高的增益和稳定的辐射特性。
图8为该天线单元在平面和30°、60°、90°弯曲四种状态分别工作在12.5 GHz的E面辐射增益方向图，从图中可以看出，该天线单元的主要辐射方向与天线水平面垂直，并且具有较低的后瓣。
进一步的，本实施例提供一种结构功能一体化微带共形阵列天线(以下简称阵列天线，参见图9-13)，该阵列天线采用了如上述天线单元相同的构成，还设置有一个一分四的威尔金森功分器211。具体的，该阵列天线有四组相同的配置，每一组包括一个矩形辐射贴片、一个耦合缝隙、一个50欧姆微带馈线，每一组的三个部分之间的相对位置以及尺寸设置与上述天线单元中的相同，四组配置以每组的矩形辐射贴片(附图标记为2051-2054)的中心为基准2×2的等间距设置在顶层柔性介质基板201、中层柔性介质基板202相应的位置。
中层柔性介质基板202的上表面上除了四个耦合缝隙(附图标记为 2061-2064)之外的地方被金属接地面207全覆盖；
一分四的威尔金森功分器211设置在中层柔性介质基板202的下表面上，其输入端与中层柔性介质基板202下表面的右侧边缘处平齐，其四个输出端分别与四个50欧姆微带馈线208的前端衔接。
一分四的威尔金森功分器211由三个一分二的等幅同相威尔金森功分器组成，用于实现将一个端口输入信号分成四个部分之后分别传输给四个50欧姆微带馈线208，四个50欧姆微带馈线208所接收到的信号幅度比是1:1:1:1，且相位相同。
底层柔性介质基板203的下表面被金属反射面209全覆盖。
两层芳纶纸蜂窝芯204分别置于顶层柔性介质基板201与中层柔性介质基板202、中层柔性介质基板202与底层柔性介质基板203之间，且柔性介质基板能够将芳纶纸蜂窝芯全覆盖；在三块柔性介质基板201-203的四个角上分别开有螺丝孔(底层柔性介质基板203上螺丝孔的附图标记为2101-2104)，四根尼龙螺丝通过螺丝孔与芳纶纸蜂窝芯上的蜂窝孔完成对三层柔性介质基板201-203 和两层芳纶蜂窝芯204的固定。
本实施例中介质基板采用聚酰亚胺(PI)，其介电常数为3.5；
顶层柔性介质基板201、中层柔性介质基板202、底层柔性介质基板203的长宽高尺寸均为：32.84mm×36.65mm×5.04mm；2×2的矩形辐射贴片之间的间距为0.76λ0(18.32mm，λ0为空气中电磁波的波长)；所述述芳纶纸蜂窝芯的厚度为2mm，长宽尺寸为32.84mm×36.65mm，其蜂窝孔为边长为1.83mm 的正六边形；所述尼龙螺丝的直径为1mm，高度为8mm；所述螺丝孔的位置为三块介质基板顶角处，其中心距离两边位置为1.5mm。
图14为该阵列天线在平面、xoz面弯曲30°和yoz面弯曲30°三种状态下的反射系数曲线图，从图中可以看出，该阵列天线在平面状态下在11.84-13.5 GHz和14.34-14.82GHz的反射系数小于-10dB，在xoz面弯曲30°状态下在 11.38-12.8GHz和14.06-14.4GHz的反射系数小于-10dB，在yoz面弯曲30°状态下11.1-13.16GHz和14.37-14.82GHz的反射系数小于-10dB。
图15为该阵列天线工作在12.5GHz下平面、xoz面弯曲30°和yoz面弯曲 30°三种状态下的H面辐射增益方向图，从图中可以看出，在形变状态下其峰值增益均在14.5dBi左右，具有较高的增益和稳定的辐射特性。
图16为阵列天线工作在12.5GHz下平面、xoz面弯曲30°和yoz面弯曲 30°三种状态下的E面辐射增益方向图，从图中可以看出，天线的主要辐射方向与天线水平面垂直，并且具有较低的副瓣。
图17为天线单元或阵列天线的弯曲形变示意图。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可做到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种结构功能一体化微带共形天线单元，其特征在于，该天线单元包括第一柔性介质基板、第二柔性介质基板、第三柔性介质基板、芳纶纸蜂窝芯、矩形辐射贴片、金属接地面、50欧姆微带馈线、金属反射面；其中，第一柔性介质基板、第二柔性介质基板、第三柔性介质基板由上到下布置，芳纶纸蜂窝芯为两块，两者分别设置于三块柔性介质基板之间，使三块柔性介质基板之间无直接接触；矩形辐射贴片设置于第一柔性介质基板的顶面；第二柔性介质基板上表面的中心开有左右方向的矩形槽，该矩形槽未贯穿到下表面，该矩形槽为耦合缝隙，上表面上除耦合缝隙之外的地方均被金属接地面覆盖；耦合缝隙平行且居中的设置在矩形辐射贴片的正下方，且耦合缝隙的长度不超过矩形辐射贴片在左右方向上的长度；
第二柔性介质基板下表面的中下部的位置上设置有一条50欧姆微带馈线，50欧姆微带馈线沿前后方向设置且与耦合缝隙在空间上呈垂直相交状态，50欧姆微带馈线的后端位于耦合缝隙后侧的后方；
50欧姆微带馈线的前端与第二柔性介质基板的下表面前侧边缘处平齐；
第三柔性介质基板的下表面被金属反射面全覆盖；
三块柔性介质基板上均设置有螺丝孔，尼龙螺钉通过螺丝孔与芳纶纸蜂窝芯上的蜂窝孔完成天线单元多层结构的固定和相对位置的校准。
2.根据权利要求1所述的一种结构功能一体化微带共形天线单元，其特征在于，耦合缝隙的长宽比约为12:1。
3.根据权利要求1所述的一种结构功能一体化微带共形天线单元，其特征在于，50欧姆微带馈线的后端末端距离耦合缝隙口径中心的长度为该天线单元所设计的中心工作频点表面波长的四分之一。
4.根据权利要求1所述的一种结构功能一体化微带共形天线单元，其特征在于，第一柔性介质基板、第二柔性介质基板、第三柔性介质基板的尺寸相同，两块芳纶纸蜂窝芯的尺寸相同，且柔性介质基板能够将芳纶纸蜂窝芯全覆盖。
5.根据权利要求1所述的一种结构功能一体化微带共形天线单元，其特征在于，在三块柔性介质基板的四个角上均设置螺丝孔，四根尼龙螺钉通过螺丝孔与芳纶纸蜂窝芯上的蜂窝孔完成天线单元多层结构的固定和相对位置的校准。
6.根据权利要求1所述的一种结构功能一体化微带共形天线单元，其特征在于，该天线单元的工作频段为Ku波段；三块柔性介质基板均采用聚酰亚胺，其介电常数为3.5；三块柔性介质基板的长宽高尺寸均为：14.52mm×14.52mm×0.3mm；所述矩形辐射贴片的长宽尺寸为：7.04mm×6.9mm；所述金属接地面的尺寸为：14.52mm×14.52mm；所述耦合缝隙为金属接地面中心所开矩形槽，矩形槽的长宽尺寸为：6.15mm×0.51mm；所述50欧姆微带馈线的长宽尺寸为：0.64mm×8.4mm；所述金属反射面的尺寸为：14.52mm×14.52mm；所所述述芳纶纸蜂窝芯的厚度为2mm，长宽尺寸为14.52mm×14.52mm，其蜂窝孔为边长为1.83mm的正六边形；所述尼龙螺丝的直径为1mm，高度为8mm；所述螺丝孔的位置为三块柔性介质基板顶角处，其中心距离两边位置为1.5mm。
7.一种结构功能一体化微带共形阵列天线，其特征在于，该阵列天线采用了如权利要求1-6任一项所述的天线单元相同的构成，还设置有一个威尔金森功分器；
具体的，该阵列天线有N组相同的配置，每一组包括一个矩形辐射贴片、一个耦合缝隙、一个50欧姆微带馈线，每一组的三个部分之间的相对位置设置与权利要求1-6任一项所述的天线单元中的相同，N组配置设置在顶层柔性介质基板、中层柔性介质基板上的相应位置；
中层柔性介质基板的上表面上除了N个耦合缝隙之外的地方被金属接地面全覆盖；
威尔金森功分器设置在中层柔性介质基板的下表面上，其输入端与中层柔性介质基板下表面的右侧边缘处平齐，其N个输出端分别与N个50欧姆微带馈线的前端衔接；
底层柔性介质基板的下表面被金属反射面全覆盖；
两层芳纶纸蜂窝芯分别置于顶层柔性介质基板与中层柔性介质基板、中层柔性介质基板与底层柔性介质基板之间，且柔性介质基板能够将芳纶纸蜂窝芯全覆盖；
在三块柔性介质基板上分别开有螺丝孔，尼龙螺钉通过螺丝孔与芳纶纸蜂窝芯上的蜂窝孔完成对三层柔性介质基板和两层芳纶蜂窝芯的固定。
8.根据权利要求7所述的一种结构功能一体化微带共形阵列天线，其特征在于，该阵列天线有四组相同的配置，四组配置以每组的矩形辐射贴片的中心为基准2×2的等间距设置在顶层柔性介质基板、中层柔性介质基板上的相应位置。
9.根据权利要求7所述的一种结构功能一体化微带共形阵列天线，其特征在于，威尔金森功分器为一个一分四的威尔金森功分器，由三个一分二的等幅同相威尔金森功分器组成，用于实现将一个端口输入信号分成四个部分之后分别传输给四个50欧姆微带馈线，四个50欧姆微带馈线所接收到的信号幅度比是1:1:1:1，且相位相同。
10.根据权利要求8所述的一种结构功能一体化微带共形阵列天线，其特征在于，2×2的矩形辐射贴片之间的间距为18.32mm。
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