本發(fā)明涉及一種天線，尤其涉及一種去耦合微帶陣列天線。

背景技術(shù)：

微帶天線具有體積小、質(zhì)量輕、剖面低、易于安裝和與載體表面共形等特點(diǎn)，且饋電網(wǎng)絡(luò)可以與天線一起制作，適于用印刷電路技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)，成本較低；還可將天線與有源器件或電路集成于一體，實(shí)現(xiàn)全平面集成的收發(fā)前端模塊。因此，微帶天線技術(shù)受到普遍關(guān)注，并已廣泛應(yīng)用于毫米波雷達(dá)、通信、制導(dǎo)等領(lǐng)域。目前，隨著生產(chǎn)工藝水平的提高、新材料的發(fā)現(xiàn)以及材料加工技術(shù)的不斷提高和深入，高增益、易集成天線陣也已日益成為研究重點(diǎn)。

相對(duì)于單個(gè)天線單元難以滿足日益增高的性能要求，天線組陣是增強(qiáng)天線性能的一個(gè)有效措施，由多個(gè)天線單元組成的陣列天線能夠產(chǎn)生較為靈活的方向圖，并能產(chǎn)生更高的增益。在設(shè)備小型化發(fā)展的趨勢(shì)下，微帶陣列天線的互耦影響往往不容忽略，隨著天線間距的減小，天線單元間的能量耦合加劇，往往會(huì)導(dǎo)致陣列天線方向圖副瓣電平升高以及增益降低，對(duì)天線性能會(huì)產(chǎn)生非常有害的影響，對(duì)后端信號(hào)處理來(lái)說(shuō)，收發(fā)天線間的耦合影響帶內(nèi)調(diào)制，造成系統(tǒng)不能正常工作。

傳統(tǒng)的陣列天線設(shè)計(jì)中，常會(huì)假設(shè)天線單元工作于理想情況下，而并不會(huì)考慮互耦的影響，這就會(huì)導(dǎo)致陣列天線的實(shí)際情況與預(yù)期出現(xiàn)偏差，很多情況下互耦帶來(lái)的偏差甚至無(wú)發(fā)容忍。在實(shí)際的陣列天線系統(tǒng)中，天線單元并不獨(dú)立而毫無(wú)關(guān)聯(lián)，每一個(gè)天線單元都可以看成開放型電路，因而存在天線間的能量耦合。尤其是在陣列天線小型化的發(fā)展趨勢(shì)下，互耦問(wèn)題成為制約陣列天線性能提高的關(guān)鍵問(wèn)題。

如何解決傳統(tǒng)微帶陣列天線由于耦合嚴(yán)重，導(dǎo)致陣列天線方向圖副瓣電平升高，增益降低，以及雷達(dá)收發(fā)天線耦合干擾不能正常工作的問(wèn)題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于解決的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的是微帶陣列天線由于耦合嚴(yán)重，導(dǎo)致陣列天線方向圖副瓣電平升高，增益降低，以及雷達(dá)收發(fā)天線耦合干擾不能正常工作的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種去耦合微帶陣列天線，其特征在于：包括微帶介質(zhì)板，微帶介質(zhì)板上設(shè)有多組微帶陣列，微帶陣列由多個(gè)微帶貼片單元以串聯(lián)的形式相互連接而成；相鄰組微帶陣列間設(shè)有傳輸線柵格網(wǎng)絡(luò)，微帶介質(zhì)板上還設(shè)有金屬化過(guò)孔，傳輸線柵格網(wǎng)絡(luò)通過(guò)金屬化過(guò)孔連通金屬接地層，饋電網(wǎng)絡(luò)通過(guò)金屬化過(guò)孔連通到微帶介質(zhì)板的背面。

優(yōu)選地，所述微帶陣列包括串饋接收天線陣列和串饋發(fā)射天線陣列。

優(yōu)選地，所述微帶貼片單元為方形微帶貼片。

優(yōu)選地，對(duì)第一個(gè)微帶貼片單元進(jìn)行饋電激勵(lì)，能量依次向后傳輸，通過(guò)控制微帶貼片單元的大小進(jìn)行幅度加權(quán)，并調(diào)整相鄰兩微帶貼片單元間距使相位相同，形成低副瓣陣列。

優(yōu)選地，相鄰微帶陣列間的耦合能量通過(guò)傳輸線柵格網(wǎng)絡(luò)接收，通過(guò)金屬化過(guò)孔使陣列振蕩衰減，最后導(dǎo)入到金屬接地層。

與常規(guī)的陣列天線相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1)通過(guò)相鄰天線間的傳輸線柵格，有效吸收互耦能量；

2)通過(guò)金屬化過(guò)孔，有效衰減耦合能量，并傳輸?shù)浇拥貙樱?/p>

3)天線間隔離度下降6-12dB；

4)天線采用背面饋電形式，減小陣列尺寸；

5)副瓣可減低3-5dB；非常好的實(shí)現(xiàn)了弱耦合、高隔離度、小型化、低剖面、易于載體共形等特性。

本發(fā)明提供的去耦合微帶陣列天線，采用金屬化過(guò)孔和傳輸線柵格，大幅度減低了陣列天線之間的耦合干擾，具有高隔離度、小型化、低剖面、高增益、易于載體共形的優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于雷達(dá)、遙感、電子對(duì)抗以及無(wú)線通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)施例提供的去耦合微帶陣列天線正面平面圖；

圖2為本實(shí)施例提供的去耦合微帶陣列天線背面饋電網(wǎng)絡(luò)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

圖1為本實(shí)施例提供的去耦合微帶陣列天線正面平面圖，所述的去耦合微帶陣列天線主要由微帶介質(zhì)板、天線輻射體、金屬化過(guò)孔以及傳輸線柵格組成。天線輻射體包括串饋接收天線陣列和串饋發(fā)射天線陣列。

在微帶介質(zhì)板上設(shè)有串饋接收天線陣列1和串饋發(fā)射天線陣列2。串饋接收天線陣列1和串饋發(fā)射天線陣列2均采用方形微帶貼片，以串聯(lián)的形式相互連接，組成微帶陣列。本實(shí)施例中，接收陣列1由一列十個(gè)單元的天線組成，發(fā)射陣列2由六列十單元的天線組成。對(duì)第一個(gè)單元進(jìn)行饋電激勵(lì)，能量依次向后傳輸，通過(guò)控制方形微帶貼片的大小進(jìn)行幅度加權(quán)，并調(diào)整相鄰兩單元間距使相位相同，形成低副瓣陣列。

相鄰兩列天線間設(shè)有傳輸線柵格網(wǎng)絡(luò)3。微帶介質(zhì)板上還設(shè)有金屬化過(guò)孔4，傳輸線柵格網(wǎng)絡(luò)3通過(guò)金屬化過(guò)孔4連通金屬接地層。相鄰陣列天線間的耦合能量通過(guò)傳輸線柵格網(wǎng)絡(luò)3接收，通過(guò)金屬化過(guò)孔4使陣列振蕩衰減，最后導(dǎo)入到金屬接地層，極大地降低了陣列天線間的耦合影響。

圖2顯示了天線背面的饋電網(wǎng)絡(luò)。為減小天線尺寸，將饋電網(wǎng)絡(luò)5通過(guò)金屬化過(guò)孔4連通到微帶介質(zhì)板的背面。饋電網(wǎng)絡(luò)5的激勵(lì)信號(hào)饋入后，由金屬化過(guò)孔4傳輸至上層微帶板，功率分配為一分二，能量依次由饋電點(diǎn)向兩側(cè)傳輸。

實(shí)際使用時(shí)，本實(shí)施例提供的去耦合微帶陣列天線，可按照如下步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)：

1、根據(jù)天線系統(tǒng)的工作頻率，確定工作信號(hào)的波長(zhǎng)，并根據(jù)波束寬度和增益要求確定輻射陣面的幾何尺寸。

2、根據(jù)陣列天線的陣元數(shù)要求及各陣元輻射激勵(lì)功率的錐削分布要求，設(shè)計(jì)方形微帶貼片的寬度。

3、考慮到微帶貼片長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)相鄰兩單元的間距，使串聯(lián)陣列的各個(gè)單元相位相等。

4、在串聯(lián)陣列的中間位置加入金屬化過(guò)孔，作為饋電輸入。

5、將相鄰兩列天線間加入傳輸線柵格網(wǎng)絡(luò)，并用金屬化過(guò)孔與接地板連接。