CN202616399U

CN202616399U - 米波宽带双极化锥笼天线单元

Info

Publication number: CN202616399U
Application number: CN 201220263574
Authority: CN
Inventors: 孙绍国; 董好志
Original assignee: CETC 38 Research Institute
Current assignee: CETC 38 Research Institute
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-06-05

Abstract

本实用新型涉及米波宽带双极化锥笼天线单元。该天线单元包括两对正交共轴排列的锥笼对称振子天线、四根寄生杆、反射网和金属基座；锥笼对称振子天线由馈电同轴线和金属柱体组成的馈电平衡器，馈电同轴线一端侧面的外导体连接着一只锥笼振子臂的小直径端；金属柱体一端侧面连接着另一只锥笼振子臂的小直径端，且使两只锥笼振子臂在一条直线上；馈电同轴线、金属柱体和金属基座之间构成终端短路端；金属基座固定设于反射网中部，四根寄生杆垂直均布设于反射网上。本实用新型频带宽大于50%，纵向尺寸仅为0.25λ左右，结构简单；锥笼振子臂采用锥笼镂空结构，重量轻，透风性好，强度高。天线罩采用环氧玻璃纤维布材料，防护简单可靠，成本低。

Description

米波宽带双极化锥笼天线单元

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，具体涉及米波相控阵雷达天线阵技术。

背景技术

随着隐身技术、反辐射导弹、电子干扰和低空突防技术的发展，特别是隐身技术的迅速发展，对雷达提出了新的挑战，传统的对抗技术已经难以应付这种挑战，必须寻找新的对抗措施，其中一项简单、有效的措施就是使雷达工作在米波波段。米波雷达具有反隐身目标的独特优势，越来越引起人们的高度重视和大力发展。为了进一步改善米波雷达低空探测性能和对目标的识别能力，米波雷达天线阵应具有宽带、双极化、宽角扫描性能。这就要求作为组成米波天线阵最重要、最基础元素的米波天线单元具有宽带双极化、宽的波瓣宽度性能。因为它的性能好坏将直接决定整个天线阵的性能。目前，适用于米波频段的天线单元十分有限，有的频带窄，带宽约10%左右，如八木天线。有的虽然频带宽，但纵向尺寸大，波瓣窄，不利于组阵和扫描，如对数周期天线。有的频带宽，但宽角阻抗匹配困难，波瓣窄，效率低，如笼形振子天线。有的纵向尺寸大，安装架设困难，成本高，如宽带渐变开槽系列天线等。而常规微波/毫米波频段天线单元的设计和实现方法已无法适应米波频段天线组阵。

发明内容

为了克服上述米波天线单元组阵在电性能和结构架设上的缺陷和矛盾，本实用新型提供一种新结构的米波宽带双极化锥笼天线单元，具体的技术方案如下。

米波宽带双极化锥笼天线单元包括两对正交共轴排列的锥笼对称振子天线1、四根寄生杆3、反射网4和金属基座10；所述一对锥笼对称振子天线1包括由一根馈电同轴线6和一根金属柱体7组成的馈电平衡器，所述馈电同轴线6一端侧面的外导体连接着一只锥笼振子臂的小直径端，另一端外导体连接着所述金属基座10，构成终端短路端；所述金属柱体7一端侧面连接着另一只锥笼振子臂的小直径端，另一端连接着所述金属基座10，且使两只锥笼振子臂在一条直线上；所述锥笼振子臂为直径沿轴线逐渐变大的锥体镂空结构；馈电同轴线6的一端内导体和金属柱体7一端之间由金属条8连接；所述馈电同轴线6和金属柱体7垂直于金属基座10；所述金属基座10固定设于反射网4中部，反射网4为金属网；四根寄生杆3垂直均布设于反射网4上，且分别与锥笼振子臂对应，四根寄生杆3为金属杆；所述两对正交共轴排列的锥笼对称振子天线1的馈电平衡器上套设有薄壁天线罩9。

所述反射网为金属材料编织的平面多孔网。

所述薄壁天线罩9的材料为环氧玻璃纤维布材料。

本实用新型同现有技术相比具有如下优点：

1.频带宽，波瓣等化好，波束宽，隔离度高

相比常规双极化单元25%的带宽，本天线单元带宽大于50%。同时，寄生杆展宽了E面波瓣，使波瓣在全方位内一致性好，波瓣展宽，易于宽角扫描实现。

2.相比于常规宽带米波天线1.5λ的纵向尺寸，本天线单元纵向尺寸仅为0.25λ左右，纵向尺寸小，且结构组成简单。

3.振子臂采用锥笼镂空结构，重量轻，透风性好，强度高。

4.天线罩采用环氧玻璃纤维布材料，柱体薄壁结构，防护简单、可靠，成本低。

附图说明

图1米波宽带双极化锥笼天线单元立体效果图；

图2单个锥笼天线单元侧视图；

图3仿真的天线单元驻波曲线；

图4双极化天线单元隔离度曲线；

图5天线单元E、H两个面的波瓣图。

图1和图2中序号：锥笼对称振子天线1、四根寄生杆3、反射网4、锥笼振子臂5馈电同轴线6、金属柱体7、金属条8、薄壁天线罩9、金属基座10。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地描述。

实施例

参见图1，米波宽带双极化锥笼天线单元包括两对正交共轴排列的锥笼对称振子天线1、四根寄生杆3、反射网4和金属基座10。参见图2，锥笼对称振子天线1包括由一根馈电同轴线6和一根金属柱体7组成的馈电平衡器，馈电同轴线6一端侧面的外导体连接着一只锥笼振子臂5的小直径端，另一端外导体连接着金属基座10，构成终端短路端；金属柱体7一端侧面连接着另一只锥笼振子臂的小直径端，另一端连接着所述金属基座10，且使两只锥笼振子臂在一条直线上；锥笼振子臂5为直径沿轴线逐渐变大的锥体镂空结构；馈电同轴线6的一端内导体和金属柱体7一端之间由金属条8连接。馈电同轴线6和金属柱体7均垂直于金属基座10。金属基座10固定安装于反射网4中部，反射网4为金属材料编织的平面多孔网；四根寄生杆3垂直均布安装于反射网4上，且分别与每只锥笼振子臂5对应，四根寄生杆3为金属杆；两对正交共轴排列的锥笼对称振子天线1的馈电平衡器上套设有薄壁天线罩9，薄壁天线罩9的材料为环氧玻璃纤维布材料。

馈电同轴线6的外导体内径为50mm，截面外型尺寸为80mm*80mm。馈电同轴线6的内导体下部长度L1=600mm，直径为22mm；中部长度L2=800mm，直径为14mm，上部长度L3=100mm，直径为12mm。两对正交共轴排列的锥笼对称振子天线1的金属条8交叉放置，相对高度为20mm，尺寸为长*宽*高=212mm*20mm*6mm。馈电同轴线6与金属柱体7中心相距200mm。

锥笼振子臂5材料为金属材料，其中，轴向长度L4=800mm，小端直径D1=60mm，大端直径D2=300mm；与馈电平衡器结合，大大展宽了工作带宽，重量轻、强度高、风阻小。

反射网4的金属栅条直径为3mm，形成栅格尺寸为100mm*100mm。

四根寄生杆3采用直径50mm的金属圆柱体，高度650mm，距离天线中心1000mm，与反射网良好接触，在组成天线阵时可安装在天线骨架上。

仿真的双极化天线单元驻波如图3所示，实线为一对锥笼对称振子天线，虚线为另一对锥笼对称振子天线，其在大于50%相对带宽内，驻波小于2。双极化天线单元隔离度曲线如图4所示，在整个宽频带内，小于-38dB，具有优良的性能。天线单元在E、H两个面的波瓣图如图5所示，实线为E面波瓣图，点线为H面波瓣图，两者一致性良好。

Claims

1.米波宽带双极化锥笼天线单元，其特征在于：包括两对正交共轴排列的锥笼对称振子天线（1）、四根寄生杆（3）、反射网（4）和金属基座（10）；所述一对锥笼对称振子天线（1）包括由一根馈电同轴线（6）和一根金属柱体（7）组成的馈电平衡器，所述馈电同轴线（6）一端侧面的外导体连接着一只锥笼振子臂的小直径端，另一端外导体连接着所述金属基座（10），构成终端短路端；所述金属柱体（7）一端侧面连接着另一只锥笼振子臂的小直径端，另一端连接着所述金属基座（10），且使两只锥笼振子臂在一条直线上；所述锥笼振子臂为直径沿轴线逐渐变大的锥体镂空结构；馈电同轴线（6）的一端内导体和金属柱体（7）一端之间由金属条（8）连接；所述馈电同轴线（6）和金属柱体（7）垂直于金属基座（10）；所述金属基座（10）固定设于反射网（4）中部，反射网（4）为金属网；四根寄生杆（3）垂直均布设于反射网（4）上，且分别与锥笼振子臂对应，四根寄生杆（3）为金属杆；所述两对正交共轴排列的锥笼对称振子天线（1）的馈电平衡器上套设有薄壁天线罩（9）。

2. 根据权利要求1所述的米波宽带双极化锥笼天线单元，其特征在于：所述反射网为金属材料编织的平面多孔网。

3. 根据权利要求1所述的米波宽带双极化锥笼天线单元，其特征在于：所述薄壁天线罩（9）的材料为环氧玻璃纤维布材料。