CN208045700U - 一种工作频率在2GHz~6GHz范围内的多波束天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线，包括：通过等长稳相电缆连接的Rotman透镜和宽带阵列天线，Rotman透镜包括多个波束端口和多个阵列端口；宽带阵列天线由多个天线单元交叉排列组阵；多个阵列端口与多个天线单元的接口依次顺序连接；天线单元的俯仰面的形状为扩张脊形；Rotman透镜的工作频率为2GHz～6GHz，宽带阵列天线的工作频率为2GHz～6GHz。本实用新型的有益效果是：在2GHz～6GHz宽频带范围内，能快速地对应于不同方向上的各种目标，具有空间功率合成、天线单元可承受功率高、覆盖角度范围宽、波束指向不随频率变化和俯仰面波束恒定以及45°线极化等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子对抗技术领域，特别涉及一种工作频率在 2GHz～6GHz范围内的多波束天线。
背景技术
由于现代高新技术的飞速发展，现代战争条件下电磁信号环境日趋复杂。现有常用技术中的单波束系统由于存在等效辐射功率低、波束机械扫描的扫描速度慢、波束覆盖范围窄等诸多缺点，已不满足现代战争对于电子对抗装备的要求。
实用新型内容
本实用新型提供了一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线，解决了现有技术的技术问题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线，包括：通过等长稳相电缆连接的Rotman透镜和宽带阵列天线，所述Rotman透镜包括多个波束端口和多个阵列端口；所述宽带阵列天线由多个天线单元交叉排列组阵；所述多个阵列端口与所述多个天线单元的接口依次顺序连接；所述天线单元的俯仰面的形状为扩张脊形；所述天线单元的接口为N型接口；所述Rotman 透镜的工作频率为2GHz～6GHz，所述宽带阵列天线的工作频率为 2GHz～6GHz。
本实用新型的有益效果是：在2GHz～6GHz宽频带范围内，能快速地对应于不同方向上的各种目标，具有空间功率合成、天线单元可承受功率高、覆盖角度范围宽、波束指向不随频率变化和俯仰面波束恒定以及45°线极化等优点。
Rotman透镜与宽带阵列天线使用等长稳相电缆连接，减小了传统传输线设计引入的相位误差，改善了阵列天线单元馈电相位分布，提高多波束天线的整体性能。2GHz～6GHz宽带阵列天线采用具有宽带性能、可承受大功率的天线单元交叉排列组阵实现，在减小相邻单元互耦的同时，在俯仰面作相应处理，实现俯仰面恒波束，提高天线增益，改善阵列天线性能。 2GHz～6GHz宽带阵列天线采用共形极化罩技术实现45°线极化。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
优选地，所述Rotman透镜为微带线形式。
优选地，所述Rotman透镜还包括：多个虚负载端口，每个波束端口与每个阵列端口之间的连接段设有一个虚负载端口，每个虚负载端口接50欧姆的负载。
优选地，所述天线单元包括宽带喇叭天线，所述宽带阵列天线由24单元宽带喇叭天线交叉排列组阵。
优选地，所述宽带阵列天线还包括共形极化罩，所述共形极化罩与所述宽带阵列天线的天线罩一体化，与所述宽带阵列天线的弧形口面共形。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线的结构示意图；
图2为本实用新型另一实施例提供的Rotman透镜原理示意图；
图3为本实用新型另一实施例提供的2GHz～6GHz Rotman透镜2GHz 幅度相位仿真结果图；
图4为本实用新型另一实施例提供的2GHz～6GHz Rotman透镜4GHz 幅度相位仿真结果图；
图5为本实用新型另一实施例提供的2GHz～6GHz Rotman透镜6GHz 幅度相位仿真结果图；
图6为本实用新型另一实施例提供的2GHz～6GHz宽带阵列天线仿真结果图；
图7为本实用新型另一实施例提供的2GHz～6GHz宽带阵列天线仿真结果图；
图8为本实用新型另一实施例提供的2GHz～6GHz宽带阵列天线仿真结果图；
图9为本实用新型另一实施例提供的双天线单元加极化罩仿真结果图；
图10为本实用新型另一实施例提供的双天线单元加极化罩仿真结果图；
图11为本实用新型另一实施例提供的双天线单元加极化罩仿真结果图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线，包括：通过等长稳相电缆连接3的Rotman透镜1和宽带阵列天线2，Rotman透镜包括多个波束端口和多个阵列端口；宽带阵列天线由多个天线单元交叉排列组阵；多个阵列端口与多个天线单元的接口依次顺序连接；天线单元的俯仰面的形状为扩张脊形；Rotman透镜的工作频率为2GHz～6GHz，宽带阵列天线的工作频率为2GHz～6GHz。
Rotman透镜用于为宽带阵列天线馈电以实现多波束，Rotman透镜性能的好坏影响整个多波束天线的扫描性能，Rotman透镜基于等光程原理，如图2所示，由任意一波束端口发射出去的射线与通过透镜原点的中心射线的光程是相等的。每一个波束端口通过阵列发射出去的射线形成与阵列法线不同夹角的波前，即分别对应于空间的一个波束指向。
Rotman透镜的轮廓由波束端口、阵列端口及虚负载端口3部分组成。波束端口位于一段圆的聚焦弧上，称透镜的波束端轮廓，而阵列端口位于透镜的阵列端轮廓上，轮廓由设计方程确定。
设计时，将Rotman透镜传输线w与透镜一体化设计，故Rotman透镜与宽带阵列天线使用等长稳相电缆连接，减小了传统传输线设计引入的相位误差，改善了阵列天线单元馈电相位分布，提高多波束天线的整体性能。
计算后，对2GHz～6GHz Rotman透镜进行建模仿真，仿真结果见图3～图5。
2GHz～6GHz宽带阵列天线采用具有宽带性能、可承受大功率的天线单元交叉排列组阵实现，在减小相邻单元互耦的同时，在俯仰面作相应处理，实现俯仰面恒波束，提高天线增益，改善阵列天线性能。
2GHz～6GHz宽带阵列天线仿真结果见图6～8。
由仿真设计结果可以看出：天线在较宽的电扫范围内，没有出现栅瓣，且具有高增益及俯仰面(方向图中波束较宽一面)波束恒定的辐射特性。
此外，2GHz～6GHz宽带阵列天线采用共形极化罩技术实现45°线极化。极化罩设计时，采用双天线单元加极化罩仿真模拟全阵的方式完成。双单元天线加极化罩仿真结果见图9～11。通过对比双单元天线仿真结果和双单元天线加极化罩仿真结果，极化罩的性能满足使用要求。
2GHz～6GHz多波束天线采用Rotman透镜馈电阵列天线的方式在空间一维方向形成24个波束。在2GHz～6GHz宽频带范围内，能快速地对应于不同方向上的各种目标，具有空间功率合成、天线单元可承受功率高(可达200W)、覆盖角度范围宽(达60°)、波束指向不随频率变化、俯仰面波束恒定及45°线极化等优点。2GHz～6GHz Rotman透镜采用微带线形式，在波束端口与阵列端口连接段增加虚端口，虚端口接50欧姆吸收负载，主要用于吸收透镜内信号的反射，减小由于信号反射对透镜性能的影响。
2GHz～6GHz宽带阵列天线由24单元宽带喇叭天线交叉排列组阵，采用 N型接口，增加天线单元耐功率能力。共形极化罩与天线罩采用一体化设计，与阵列天线弧形口面共形。在天线单元的俯仰面采用扩张脊的形式实现俯仰面恒波束。
采用2GHz～6GHz多波束天线的电子对抗系统，能够很大的提高整个系统在宽频带范围内的灵敏度及等效辐射功率，特别是应用于干扰领域中，可解决单波束干扰系统无法达到的既有等效辐射功率高又有覆盖角度范围宽的矛盾。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线，其特征在于，包括：通过等长稳相电缆连接的Rotman透镜和宽带阵列天线，所述Rotman透镜包括多个波束端口和多个阵列端口；所述宽带阵列天线由多个天线单元交叉排列组阵；所述多个阵列端口与所述多个天线单元的接口依次顺序连接；所述天线单元的俯仰面的形状为扩张脊形；所述天线单元的接口为N型接口；所述Rotman透镜的工作频率为2GHz～6GHz，所述宽带阵列天线的工作频率为2GHz～6GHz。
2.根据权利要求1所述的一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线，其特征在于，所述Rotman透镜为微带线形式。
3.根据权利要求2所述的一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线，其特征在于，所述Rotman透镜还包括：多个虚负载端口，每个波束端口与每个阵列端口之间的连接段设有一个虚负载端口，每个虚负载端口接50欧姆的负载。
4.根据权利要求1所述的一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线，其特征在于，所述天线单元包括宽带喇叭天线，所述宽带阵列天线由24单元宽带喇叭天线交叉排列组阵。
5.根据权利要求1所述的一种工作频率在2GHz～6GHz范围内的多波束天线，其特征在于，所述宽带阵列天线还包括共形极化罩，所述共形极化罩与所述宽带阵列天线的天线罩一体化，与所述宽带阵列天线的弧形口面共形。
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| CN113050025A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-29 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 基于分区测向提高无频率信息毫米波信号测向精度的方法 |
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| CN113050025B (zh) * | 2021-02-02 | 2022-07-15 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 基于分区测向提高无频率信息毫米波信号测向精度的方法 |
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