一種可重構(gòu)相控陣天線模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)，涉及對錐形開槽天線設(shè)計的可重構(gòu)設(shè)計改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]有源相控陣列天線和SAR天線作為雷達(dá)前端的關(guān)鍵部件，對雷達(dá)整體性能的優(yōu)劣至關(guān)重要。有源相控陣天線陣列作為新一代戰(zhàn)斗機(jī)隱身設(shè)計的重要散射源，其相關(guān)散射特性研究是飛機(jī)整體隱身設(shè)計的重要內(nèi)容。目前，相控陣天線在高頻段隱身性能較好，在低頻段(如UHF波段)隱身性能較弱，然而具有低可探測性的多功能雷達(dá)已經(jīng)成為新一代戰(zhàn)斗機(jī)衡量其性能標(biāo)識之一。同時，對于SAR天線來說，大多數(shù)SAR都工作子X波段或更高的頻段，這種頻率不能穿透樹葉等植物覆蓋區(qū)進(jìn)行探測，但UHF波段的雷達(dá)能夠穿透樹葉并能提供比X波段更好為全天候覆蓋區(qū)域。因此研究尺寸足夠小的并能夠安裝在飛機(jī)和衛(wèi)星平臺上的UHF頻段SAR天線是現(xiàn)代國防研究的重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本設(shè)計考慮有源相控陣天線陣面與SAR天線共口徑可重構(gòu)需求，以及降低有源陣面在全波段散射量值的特性需求，開展UHF波段SAR天線與X波段可重構(gòu)相控陣天線陣列設(shè)計研究。
[0004]本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于，包括連接成為一體的2η個Vivaldi金屬開槽福射片單元,其中η = 9?11范圍內(nèi)的整數(shù),第I個到第η個Vivaldi金屬開槽福射片單元是粘接成為一體的，第n+1個到第2n個Vivaldi金屬開槽福射片單元也是粘接成為一體的，在第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的側(cè)壁之間形成間隙，間隙的距離為W1，第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元均設(shè)有向下的延伸端(I)，第η個或第n+1個Vivaldi金屬開槽福射片單元的延伸端內(nèi)有饋電結(jié)構(gòu)(2),饋電結(jié)構(gòu)(2)穿過側(cè)壁之間的空間并達(dá)到另一個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的延伸端的側(cè)壁上。其中2n個Vivaldi金屬開槽福射片單元均能實現(xiàn)X波段天線性能,2n個Vivaldi金屬開槽輻射片整體實現(xiàn)UHF波段性能。
[0005]進(jìn)一步的，Vivaldi金屬開槽輻射片單元為一個長方形金屬片，金屬片上部開有V形開槽，V形開槽底部開有與其連通的L形開槽，饋電結(jié)構(gòu)(2)與L形開槽的耦合段耦合。
[0006]本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于，包括2n+l個Vivaldi金屬開槽福射片單元，其中η = 9?11范圍內(nèi)的整數(shù),第I個到第η個Vivaldi金屬開槽福射片單元是粘接成為一體的，第η個到第2η+1個Vivaldi金屬開槽福射片單元也是粘接成為一體的，在第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的側(cè)壁之間形成間隙，間隙的距離為W1，第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元均設(shè)有向下的延伸端，第η個或第n+1個Vivaldi金屬開槽福射片單元的延伸端內(nèi)有饋電結(jié)構(gòu),饋電結(jié)構(gòu)穿過側(cè)壁之間的空間并達(dá)到另一個Vivaldi金屬開槽福射片單元的延伸端的側(cè)壁上。其中2n+l個Vivaldi金屬開槽福射片單元均能實現(xiàn)X波段天線性能，2n+l個Vivaldi金屬開槽福射片整體實現(xiàn)UHF波段性能。
[0007]進(jìn)一步的，Vivaldi金屬開槽輻射片單元為一個長方形金屬片，金屬片上部開有V形開槽，V形開槽底部開有與其連通的L形開槽，饋電結(jié)構(gòu)(2)與L形開槽的耦合段耦合。
[0008]在不破壞X波段天線輻射性能和隱身特性的基礎(chǔ)上，利用天線重構(gòu)的形式，在X波段相控陣天線基礎(chǔ)上實現(xiàn)UHF波段SAR天線性能，同時增強(qiáng)天線陣面在UHF波段的低可探測性能。
【附圖說明】
[0009]圖1為X波段和UHF波段可重構(gòu)相控陣天線模塊示意圖；
[0010]圖2為UHF波段饋電結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實施方式】
[0011]下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于，包括連接成為一體的2η個Vivaldi金屬開槽福射片單元,其中η = 9?11范圍內(nèi)的整數(shù),第I個到第η個Vivaldi金屬開槽福射片單元是粘接成為一體的，第n+1個到第2n個Vivaldi金屬開槽福射片單元也是粘接成為一體的，在第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的側(cè)壁之間形成間隙，間隙的距離為Wl,Wl = 0.4mm?4mm,第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽福射片單元均設(shè)有向下的延伸端1，第η個或第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的延伸端內(nèi)有饋電結(jié)構(gòu)2,饋電結(jié)構(gòu)2穿過側(cè)壁之間的空間并達(dá)到另一個Vivaldi金屬開槽福射片單元的延伸端的側(cè)壁上。其中2n個Vivaldi金屬開槽福射片單元均能實現(xiàn)X波段天線性能,2n個Vivaldi金屬開槽福射片整體實現(xiàn)UHF波段性能。
[0013]進(jìn)一步的，Vivaldi金屬開槽輻射片單元為一個長方形金屬片，金屬片上部開有V形開槽，V形開槽底部開有與其連通的L形開槽，饋電結(jié)構(gòu)2與L形開槽的耦合段耦合。
[0014]本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于，包括2n+l個Vivaldi金屬開槽福射片單元，其中η = 9?11范圍內(nèi)的整數(shù),第I個到第η個Vivaldi金屬開槽福射片單元是粘接成為一體的，第η個到第2η+1個Vivaldi金屬開槽福射片單元也是粘接成為一體的，在第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的側(cè)壁之間形成間隙，間隙的距離為Wl, Wl = 0.4mm?4mm,第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽福射片單元均設(shè)有向下的延伸端，第η個或第n+l個Vivaldi金屬開槽福射片單元的延伸端內(nèi)有饋電結(jié)構(gòu),饋電結(jié)構(gòu)穿過側(cè)壁之間的空間并達(dá)到另一個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的延伸端的側(cè)壁上。其中2n+l個Vivaldi金屬開槽福射片單元均能實現(xiàn)X波段天線性能,2n+l個Vivaldi金屬開槽輻射片整體實現(xiàn)UHF波段性能。
[0015]進(jìn)一步的，Vivaldi金屬開槽輻射片單元為一個長方形金屬片，金屬片上部開有V形開槽，V形開槽底部開有與其連通的L形開槽，饋電結(jié)構(gòu)2與L形開槽的耦合段耦合。
[0016]本發(fā)明的工作原理是:饋線與金屬開槽輻射片單元的開槽結(jié)構(gòu)耦合實現(xiàn)X波段輻射性能，在此基礎(chǔ)上，部分X波段Vivaldi天線單元緊貼分別構(gòu)成了 UHF波段天線的兩臂，中心饋線對兩臂激勵實現(xiàn)UHF波段天線性能，整個天線陣列具備X波段和UHF波段的輻射性能。
[0017]實施例1:
[0018]一種可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于:
[0019](I)所說的Vivaldi金屬開槽輻射片單元數(shù)量為二十個；
[0020](2) Vivaldi金屬開槽輻射片單元的側(cè)壁之間的間隙Wl = 1.4mm ；
[0021]實施例1天線單元在8?12GHz、掃描60°情況下頻帶內(nèi)電壓駐波比小于3，帶寬內(nèi)陣中單元3dB波束寬度不小于90° ;天線單元在0.6?0.8GHz情況下頻帶內(nèi)電壓駐波比小于3，中心頻率點陣中單元3dB波束寬度為35°。
[0022]實施例2:
[0023]一種可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于:
[0024](I)所說的Vivaldi金屬開槽輻射片單元數(shù)量為二i^一個；
[0025](2) Vivaldi金屬開槽輻射片單元的側(cè)壁之間的間隙Wl = 2.2mm,；
[0026]實施例2天線單元在8?12GHz、掃描60°情況下頻帶內(nèi)電壓駐波比小于3.2，帶寬內(nèi)陣中單元3dB波束寬度不小于80° ;天線單元在0.6?0.8GHz情況下頻帶內(nèi)電壓駐波比小于3，中心頻率點陣中單元3dB波束寬度為31°。
【主權(quán)項】
1.一種可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于，包括連接成為一體的2η個Vivaldi金屬開槽輻射片單元，其中η = 9?11范圍內(nèi)的整數(shù)，第I個到第η個Vivaldi金屬開槽輻射片單元是粘接成為一體的，第n+1個到第2n個Vivaldi金屬開槽福射片單元也是粘接成為一體的，在第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的側(cè)壁之間形成間隙，間隙的距離為W1，第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元均設(shè)有向下的延伸端(I)，第η個或第n+1個Vivaldi金屬開槽福射片單元的延伸端內(nèi)有饋電結(jié)構(gòu)(2),饋電結(jié)構(gòu)(2)穿過側(cè)壁之間的空間并達(dá)到另一個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的延伸端的側(cè)壁上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于，Vivaldi金屬開槽輻射片單元為一個長方形金屬片，金屬片上部開有V形開槽，V形開槽底部開有與其連通的L形開槽，饋電結(jié)構(gòu)(2)與L形開槽的耦合段耦合。3.—種可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于，包括2n+l個Vivaldi金屬開槽輻射片單元，其中η = 9?11范圍內(nèi)的整數(shù),第I個到第η個Vivaldi金屬開槽福射片單元是粘接成為一體的，第η個到第2η+1個Vivaldi金屬開槽福射片單元也是粘接成為一體的,在第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的側(cè)壁之間形成間隙，間隙的距離為Wl，第η個和第n+1個Vivaldi金屬開槽福射片單元均設(shè)有向下的延伸端,第η個或第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的延伸端內(nèi)有饋電結(jié)構(gòu)，饋電結(jié)構(gòu)穿過側(cè)壁之間的空間并達(dá)到另一個Vivaldi金屬開槽福射片單元的延伸端的側(cè)壁上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于，Vivaldi金屬開槽輻射片單元為一個長方形金屬片，金屬片上部開有V形開槽，V形開槽底部開有與其連通的L形開槽，饋電結(jié)構(gòu)(2)與L形開槽的耦合段耦合。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)相控陣天線模塊，其特征在于，包括連接成為一體的2n個Vivaldi金屬開槽輻射片單元，其中n＝9～11范圍內(nèi)的整數(shù)，第1個到第n個Vivaldi金屬開槽輻射片單元是粘接成為一體的，第n+1個到第2n個Vivaldi金屬開槽輻射片單元也是粘接成為一體的，在第n個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的側(cè)壁之間形成間隙，間隙的距離為W1，第n個和第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元均設(shè)有向下的延伸端(1)，第n個或第n+1個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的延伸端內(nèi)有饋電結(jié)構(gòu)(2)，饋電結(jié)構(gòu)(2)穿過側(cè)壁之間的空間并達(dá)到另一個Vivaldi金屬開槽輻射片單元的延伸端的側(cè)壁上。
【IPC分類】H01Q1/50, H01Q5/20, H01Q5/42, H01Q1/36
【公開號】CN105680154
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】郭星辰, 徐志, 倪宇
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月20日