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      一種集成幅相監(jiān)測網(wǎng)絡的印刷振子陣列天線模塊的制作方法

      文檔序號:11606572閱讀:583來源:國知局
      一種集成幅相監(jiān)測網(wǎng)絡的印刷振子陣列天線模塊的制造方法與工藝

      本發(fā)明屬于雷達天線技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種集成幅相監(jiān)測網(wǎng)絡的印刷振子陣列天線模塊。



      背景技術(shù):

      本發(fā)明應用于現(xiàn)代數(shù)字相控陣雷達系統(tǒng),現(xiàn)代數(shù)字相控陣雷達要求天線模塊應具備寬角匹配、寬角掃描、低交叉極化電平以及幅相監(jiān)測的特點與功能。印刷振子天線由于結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)異、加工容易成為首選。但是印刷振子天線在E面掃描時會出現(xiàn)掃描盲點,影響其寬帶掃描特性,一般采用加寄生桿的方法來消除掃描盲點,但是在大型相控陣中,由于寄生桿的數(shù)量眾多,導致重量增加且安裝復雜,在應用中受到一定的限制。文獻(官偉,孫紹國,X波段寬帶微帶偶極子天線,火控雷達技術(shù),第41卷第1期,2012年3月:63-66.),將寄生桿改進成寄生條帶與偶極子印刷在共面上,解決了寄生桿安裝困難重量偏大的弊端,但是該形式的天線單元具有交叉極化偏大的問題。文獻(萬濤,王風,一種帶狀線饋電的新型寬帶印刷偶極子天線,電子測量技術(shù),第30卷第12期,2007年12月:22-25.)采用雙面印刷振子形式,其交叉極化電平得到了很好的抑制,但是由于寄生條帶的缺失,該單元形式的寬角掃描能力受到限制。幅相監(jiān)測與天線單元集成模塊的形式,相關(guān)文獻不多。文獻(彭勇,萬長寧,吳鴻超,夏琛海,與耦合線一體化設計的寬帶寬角天線單元,現(xiàn)代雷達,第36卷第9期,2014年9月:54-57.)將幅相監(jiān)測網(wǎng)絡與天線單元集成,具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點。該天線單元的E面方向圖的展寬功能的實現(xiàn)采用的是安裝于天線反射板上的寄生金屬桿,安裝復雜重量較重,且該幅相監(jiān)測網(wǎng)絡尺寸較為龐大。

      綜上所述,目前將幅相監(jiān)測網(wǎng)絡與印刷振子天線集成還沒有較好的解決方案。本發(fā)明采用了雙面印刷振子的天線單元形式降低了交叉極化電平分量,采用了印刷寄生條帶的形式增強了天線寬角掃描能力,采用微帶線與帶狀線間公共地開孔的形式實現(xiàn)了幅相監(jiān)測網(wǎng)絡的功能,整個天線模塊具有結(jié)構(gòu)簡單且電訊性能良好的特點。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      針對現(xiàn)有的技術(shù)缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種集成幅相監(jiān)測網(wǎng)絡的印刷振子陣列天線模塊,提高天線掃描能力的同時實現(xiàn)幅相監(jiān)測功能。具體的結(jié)構(gòu)設計方案如下:

      一種集成幅相監(jiān)測網(wǎng)絡的印刷振子陣列天線模塊,包括了印刷振子陣列天線、幅相監(jiān)測網(wǎng)絡兩部分。

      所述的印刷振子陣列天線由雙面振子天線單元構(gòu)成,天線單元采用了帶狀線形式的巴倫饋電;天線單元的左右兩側(cè)及頂部各引入一條寄生條帶,所有寄生條帶均位于雙面振子天線介質(zhì)板的夾層中,將天線單元頂部沒有寄生條帶的部分介質(zhì)切除。

      所述的幅相監(jiān)測網(wǎng)絡位于陣列天線側(cè)面,采用了在天線饋電帶狀線與幅相監(jiān)測耦合微帶線的公共地開耦合孔的方式。

      本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方法相比,其有益效果是:

      ①本發(fā)明中的陣列天線單元采用了E面與H面寄生條帶形式,拓寬了天線寬角匹配與寬角掃描能力的同時降低了整個天線重量,且寄生條帶位于介質(zhì)板夾層之間有利于增強天線的環(huán)境適應能力。

      ②本發(fā)明中的幅相監(jiān)測網(wǎng)絡采用了微帶與帶狀線之間公共地開耦合孔的方式,其幅相監(jiān)測網(wǎng)絡位于天線輻射單元一側(cè),體積與重量均大幅減小,具有結(jié)構(gòu)簡單,加工簡便的特點。

      下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。

      四 附圖說明

      圖1是本發(fā)明所述陣列天線模塊整體外觀示意圖。1是印刷振子陣列天線,2是幅相監(jiān)測網(wǎng)絡。

      圖2是本發(fā)明所述天線單元結(jié)構(gòu)示意圖。3是天線振子臂,4是H面寄生條帶,5是E面寄生條帶,6是饋電巴倫。

      圖3是幅相監(jiān)測網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖。7是耦合孔,8是帶狀線,9是微帶線。

      圖4是陣中天線單元有源電壓駐波比。

      圖5是天線單元E面主極化方向圖與交叉極化方向圖。

      圖6是天線單元H面主極化方向圖與交叉極化方向圖。

      圖7是幅相監(jiān)測網(wǎng)絡的各端口耦合量圖。

      五 具體實施方式

      下面結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明做進一步的描述。

      本發(fā)明一實施例為如圖1所示的整體天線模塊示意圖,該模塊由印刷振子陣列天線1與幅相監(jiān)測網(wǎng)絡2組成。

      印刷振子天線單元結(jié)構(gòu)示意圖參見圖2,該天線單元由振子臂3,H面寄生條帶4,E面寄生條帶5,饋電巴倫6以及介質(zhì)板組成。振子臂是在介質(zhì)板上雙面印刷,這樣可以更好地抑制交叉極化電平。H面寄生條帶4,E面寄生條帶5以及饋電巴倫6位于天線介質(zhì)板的中間夾層中,以增強天線單元的三防能力。E面寄生條帶采用打金屬化孔的方式與雙面振子的地電連接。H面寄生條帶4,E面寄生條帶5距介質(zhì)板邊緣一定距離,以保護寄生條帶。介質(zhì)板切除了無寄生條帶與振子臂的空白部分,減輕了天線模塊的重量。

      如圖3所示,方框內(nèi)是模塊的幅相監(jiān)測網(wǎng)絡部分。幅相監(jiān)測網(wǎng)絡位于陣列天線側(cè)面,主要由微帶線(耦合線)9,帶狀線(天線巴倫)8以及耦合孔7構(gòu)成。其中耦合孔7位于微帶線9與帶狀線8中間的公共地上,這種耦合屬于弱耦合方式,耦合量在頻帶內(nèi)約為-33dB,該耦合量可以根據(jù)實際需要改變耦合孔大小調(diào)節(jié)。圖7給出了頻帶內(nèi)某一模塊各耦合通道的實測耦合量的大小。

      為了獲得天線單元的陣中特性,將7條天線模塊組成7×8規(guī)模的小面陣。圖4是陣中天線單元的無源電壓駐波比,在25%的頻帶內(nèi)該天線單元的無源駐波比均低于1.8,該天線單元具有良好的寬帶特性。圖5、圖6是中心頻點f0處天線單元的輻射特性,分別是E面與H面的主極化與交叉極化輻射方向圖。可以看出由于寄生條帶的應用,E面與H面的陣中單元方向圖3dB波寬均達到了100°以上,具有良好的寬角掃描能力。天線單元的交叉極化電平較低,E面與H面的交叉極化電平相對主極化電平能夠達到了-35dB以上,且在組陣后該交叉極化電平還能進一步降低。

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