CN217158653U - 一种超宽带一体化小型天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超宽带一体化小型天线，它包括布设在天线阵面上的第一干扰天线阵、第一干涉仪天线、第二干扰天线阵、第二干涉仪天线、第三干扰天线阵和第三干涉仪天线；所述第一干扰天线阵布设在天线阵面的最上方，所述第一干涉仪天线布设在所述第一干扰天线阵的下方，所述第二干扰天线阵和第三干扰天线阵分别布设在所述第一干涉仪天线下方的两侧，所述第二干涉仪天线布设在所述第二干扰天线阵的下方，所述第三干涉仪天线布设在所述第三干扰天线阵的下方。本实用新型通过对不同频段的天线进行合理的布设以及对辐射体天线进行变形设计使得整体尺寸减小，实现了天线的一体小型化。

Description

一种超宽带一体化小型天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种超宽带一体化小型天线。

背景技术

随着电子技术的发展，电子对抗在军事领域的作用日趋重要。由于雷达系统的工作带宽不断扩宽，用于干扰雷达的干扰机工作带宽也因此扩宽。对于机载雷达对抗设备，不仅要求天线工作带宽宽，还要求天线小型化、宽波束覆盖。

在电子对抗领域,系统一方面需要完成远距离、宽频带、快速侦察，另一方面需要根据侦察的信号辐射出稳定、可靠的强干扰信号，因此宽带高增益的Vivaldi天线被广泛用于电子对抗领域，但是由于被探测目标频段不确定性，小型化天线的波束较窄难以大范围探测，因此干扰效果大打折扣。Vivaldi天线本身具有宽频带特性，但是现有技术实现小型化Vivaldi天线具有损耗高，增益低等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种超宽带一体化小型天线，解决了目前超宽带天线存在的不足。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种超宽带一体化小型天线，它包括布设在天线阵面上的第一干扰天线阵、第一干涉仪天线、第二干扰天线阵、第二干涉仪天线、第三干扰天线阵和第三干涉仪天线；所述第一干扰天线阵布设在天线阵面的最上方，所述第一干涉仪天线布设在所述第一干扰天线阵的下方，所述第二干扰天线阵和第三干扰天线阵分别布设在所述第一干涉仪天线下方的两侧，所述第二干涉仪天线布设在所述第二干扰天线阵的下方，所述第三干涉仪天线布设在所述第三干扰天线阵的下方。

所述第一干涉仪天线、第二干涉仪天线和第三干涉仪天线均包括4个窄带侦察天线单元和1个告警天线单元，5个天线单元在同一水平线上依次等间隔排列，且告警天线单元两边分别布设两个窄带侦察天线。

所述第一干扰天线阵和第一干涉仪天线的频段为2GHz～6GHz；所述第二干扰天线阵和第二干涉仪天线的频段为6GHz～18GHz；所述第三干扰天线阵的频段为33GHz～37GHz，第三干涉仪天线的频段为26.5GHz～40GHz。

所述第一干扰天线阵和第二干扰天线阵包括多个在同一水平线上等间隔排列的vidaldi天线单元，第一干扰天线阵中的vidaldi天线单元之间的间隔距离为26.8mm，第二干扰天线阵中的vidaldi天线单元之间的间隔距离为9.5mm；第三干扰天线阵均包括多个在同一水平线上等间隔排列的波导天线单元，且波导天线单元之间的间隔距离为4.8mm。

所述第一干涉仪天线的长度为440mm，第二干涉仪天线的长度为150mm，第三干涉仪天线长度为90mm。

所述第一干扰天线阵和第二干扰天线阵中的vidaldi天线单元，以及第三干扰天线阵中的波导天线单元与水平面之间的倾斜夹角为45°，使天线波束的电场方向与水平面呈45°夹角，从而实现斜极化。

本实用新型具有以下优点：一种超宽带一体化小型天线，通过对不同频段的天线进行合理的布设以及对辐射体天线进行变形设计使得整体尺寸减小，实现了天线的一体小型化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为2～6GHz、6～18GHz发射天线阵列的结构示意图；

图3为33～37GHz天线阵列的结构示意图；

图中：1-第一干扰天线阵，2-第二干扰天线阵，3-第三干扰天线阵，4-第一干涉仪天线，5-第二干涉仪天线，6-第三干涉仪天线，7-侦察天线单元，8-告警天线单元，9-vidaldi天线单元，10-波导天线单元，11-天线阵面。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，本实用新型具体为一种超宽带一体化小型天线，从天线性能所需尺寸需求将整个阵面按“品”字形进行分布。低频段的天线具有更大的尺寸，其对高频段的天线波束影响较大，考虑到天线俯仰覆盖角度为-30°～30°，所以将低频段的天线放置于最上方。高频段天线和告警天线所需尺寸很小，故排布在下方，具体包括以下内容：

它包括布设在天线阵面11上的第一干扰天线阵1、第一干涉仪天线4、第二干扰天线阵2、第二干涉仪天线5、第三干扰天线3阵和第三干涉仪天线6；所述第一干扰天线阵1布设在天线阵面11的最上方，所述第一干涉仪天线4布设在所述第一干扰天线阵1的下方，所述第二干扰天线阵2和第三干扰天线阵3分别布设在所述第一干涉仪天线4下方的两侧，所述第二干涉仪天线5布设在所述第二干扰天线阵2的下方，所述第三干涉仪天线6布设在所述第三干扰天线阵3的下方。

进一步地，第一干涉仪天线4、第二干涉仪天线5和第三干涉仪6天线均包括4个窄带侦察天线单元7和1个告警天线单8元，5个天线单元在同一水平线上依次等间隔排列，且告警天线单元8两边分别布设两个窄带侦察天线7。

所述第一干扰天线阵1和第一干涉仪天线4的频段为2GHz～6GHz；所述第二干扰天线阵2和第二干涉仪天线5的频段为6GHz～18GHz；所述第三干扰天线阵3的频段为33GHz～37GHz，第三干涉仪天线6的频段为26.5GHz～40GHz。

进一步地，各频段天线单元对应的孔径分别为：2GHz～6GHz：27mm×27mm×40mm；6GHz～18GHz：13mm×13mm×25mm；26GHz～40GHz：8mm×8mm×20mm。

天线采用一维相控阵工作方式，实现方位±45°范围的扫描功能，同时天线波束覆盖俯仰面-30°～10°的区域。工作在2～6GHz与6～18GHz的天线阵列属于超宽带天线阵，超宽带阵列天线在实现大角度相扫功能时，其阵元间的距离必须按照高频设计，结合波束宽度要求，工作在2～6GHz(第一干扰天线阵)的天线间距约为26.8mm，6～18GHz(第二干扰天线阵)的天线阵元间距约为9.5mm，工作在33～37GHz(第三干扰天线阵)的天线阵元间距约为4.8mm。其中，第一干涉仪天线4的长度为440mm，第二干涉仪天线5的长度为150mm，第三干涉仪天线6长度为90mm。

天线的极化方式为斜极化，斜极化最简单的实现方式是直接将线极化天线采用物理倾斜安装，使天线波束的电场方向与水平面呈45°夹角，从而实现斜极化。考虑到2～6GHz和6～18GHz属于较宽的频带，天线辐射单元必须具有大宽带特性，同时不能占用太大的孔径，经对多种辐射振子进行对比之后，选择了vivaldi天线单元9作为第一干扰天线阵1和第二干扰天线阵2的天线阵列单元。如图2所示，Vivaldi天线单元9属于平面型辐射单元，可以直接制作在印制板上，也可以采用金属片进行加工，能够很好的满足大带宽、线极化和小尺寸的要求。

如图3所示，对于第三干扰天线阵3，其工作在33～37GHz的天线阵列，从频段上看属于窄带天线，可选择的单元形式较多，从辐射损耗低的角度出发，选择波导天线单元10作为辐射单元。采用物理倾斜安装，使天线波束的电场方向与水平面呈45°夹角，从而实现天线斜极化。

天线阵列布局和单元形式都确定之后，天线阵的参数基本确定，阵列天线的增益和波束宽度大致数值见下表所示：

表1为2GHz～6GHz频段天线的增益和波束宽度值

表2为6GHz～18GHz频段天线的增益和波束宽度值

表3为26GHz～40GHz频段天线的增益和波束宽度值

宽带相控阵天线的布阵特性决定辐射单元的尺寸不能太大，而常规宽带辐射体的点尺寸往往较大，因此，本实用新型采用宽带馈电巴伦，渐变馈线，辐射体变形设计等技术手段让辐射体的尺寸减下来，实现了一体化小型超宽带天线。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种超宽带一体化小型天线，其特征在于：它包括布设在天线阵面上的第一干扰天线阵、第一干涉仪天线、第二干扰天线阵、第二干涉仪天线、第三干扰天线阵和第三干涉仪天线；所述第一干扰天线阵布设在天线阵面的最上方，所述第一干涉仪天线布设在所述第一干扰天线阵的下方，所述第二干扰天线阵和第三干扰天线阵分别布设在所述第一干涉仪天线下方的两侧，所述第二干涉仪天线布设在所述第二干扰天线阵的下方，所述第三干涉仪天线布设在所述第三干扰天线阵的下方。

2.根据权利要求1所述的一种超宽带一体化小型天线，其特征在于：所述第一干涉仪天线、第二干涉仪天线和第三干涉仪天线均包括4个窄带侦察天线单元和1个告警天线单元，5个天线单元在同一水平线上依次等间隔排列，且告警天线单元两边分别布设两个窄带侦察天线。

3.根据权利要求1所述的一种超宽带一体化小型天线，其特征在于：所述第一干扰天线阵和第一干涉仪天线的频段为2GHz～6GHz；所述第二干扰天线阵和第二干涉仪天线的频段为6GHz～18GHz；所述第三干扰天线阵的频段为33GHz～37GHz，第三干涉仪天线的频段为26.5GHz～40GHz。

4.根据权利要求1所述的一种超宽带一体化小型天线，其特征在于：所述第一干扰天线阵和第二干扰天线阵包括多个在同一水平线上等间隔排列的vidaldi天线单元，第一干扰天线阵中的vidaldi天线单元之间的间隔距离为26.8mm，第二干扰天线阵中的vidaldi天线单元之间的间隔距离为9.5mm；第三干扰天线阵均包括多个在同一水平线上等间隔排列的波导天线单元，且波导天线单元之间的间隔距离为4.8mm。

5.根据权利要求1所述的一种超宽带一体化小型天线，其特征在于：所述第一干涉仪天线的长度为440mm，第二干涉仪天线的长度为150mm，第三干涉仪天线长度为90mm。

6.根据权利要求1所述的一种超宽带一体化小型天线，其特征在于：所述第一干扰天线阵和第二干扰天线阵中的vidaldi天线单元，以及第三干扰天线阵中的波导天线单元与水平面之间的倾斜夹角为45°，使天线波束的电场方向与水平面呈45°夹角，从而实现斜极化。

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