一種去耦合微帶陣列天線制造技術

本發明專利技術提供了一種去耦合微帶陣列天線，包括微帶介質板，微帶介質板上設有多組微帶陣列，微帶陣列由多個微帶貼片單元以串聯的形式相互連接而成；相鄰組微帶陣列間設有傳輸線柵格網絡，微帶介質板上還設有金屬化過孔，傳輸線柵格網絡通過金屬化過孔連通金屬接地層，饋電網絡通過金屬化過孔連通到微帶介質板的背面。本發明專利技術提供的去耦合微帶陣列天線，采用金屬化過孔和傳輸線柵格，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、易于載體共形的優勢，可應用于雷達、遙感、電子對抗以及無線通信系統技術領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種天線，尤其涉及一種去耦合微帶陣列天線。
技術介紹
微帶天線具有體積小、質量輕、剖面低、易于安裝和與載體表面共形等特點，且饋電網絡可以與天線一起制作，適于用印刷電路技術大規模生產，成本較低；還可將天線與有源器件或電路集成于一體，實現全平面集成的收發前端模塊。因此，微帶天線技術受到普遍關注，并已廣泛應用于毫米波雷達、通信、制導等領域。目前，隨著生產工藝水平的提高、新材料的發現以及材料加工技術的不斷提高和深入，高增益、易集成天線陣也已日益成為研究重點。相對于單個天線單元難以滿足日益增高的性能要求，天線組陣是增強天線性能的一個有效措施，由多個天線單元組成的陣列天線能夠產生較為靈活的方向圖，并能產生更高的增益。在設備小型化發展的趨勢下，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，往往會導致陣列天線方向圖副瓣電平升高以及增益降低，對天線性能會產生非常有害的影響，對后端信號處理來說，收發天線間的耦合影響帶內調制，造成系統不能正常工作。傳統的陣列天線設計中，常會假設天線單元工作于理想情況下，而并不會考慮互耦的影響，這就會導致陣列天線的實際情況與預期出現偏差，很多情況下互耦帶來的偏差甚至無發容忍。在實際的陣列天線系統中，天線單元并不獨立而毫無關聯，每一個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展趨勢下，互耦問題成為制約陣列天線性能提高的關鍵問題。如何解決傳統微帶陣列天線由于耦合嚴重，導致陣列天線方向圖副瓣電平升高，增益降低，以及雷達收發天線耦合干擾不能正常工作的問題，是本領域技術人員致力于解決的難題。
技術實現思路
本專利技術要解決的是微帶陣列天線由于耦合嚴重，導致陣列天線方向圖副瓣電平升高，增益降低，以及雷達收發天線耦合干擾不能正常工作的問題。為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是提供一種去耦合微帶陣列天線，其特征在于：包括微帶介質板，微帶介質板上設有多組微帶陣列，微帶陣列由多個微帶貼片單元以串聯的形式相互連接而成；相鄰組微帶陣列間設有傳輸線柵格網絡，微帶介質板上還設有金屬化過孔，傳輸線柵格網絡通過金屬化過孔連通金屬接地層，饋電網絡通過金屬化過孔連通到微帶介質板的背面。優選地，所述微帶陣列包括串饋接收天線陣列和串饋發射天線陣列。優選地，所述微帶貼片單元為方形微帶貼片。優選地，對第一個微帶貼片單元進行饋電激勵，能量依次向后傳輸，通過控制微帶貼片單元的大小進行幅度加權，并調整相鄰兩微帶貼片單元間距使相位相同，形成低副瓣陣列。優選地，相鄰微帶陣列間的耦合能量通過傳輸線柵格網絡接收，通過金屬化過孔使陣列振蕩衰減，最后導入到金屬接地層。與常規的陣列天線相比，本專利技術的有益效果在于：1)通過相鄰天線間的傳輸線柵格，有效吸收互耦能量；2)通過金屬化過孔，有效衰減耦合能量，并傳輸到接地層；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；非常好的實現了弱耦合、高隔離度、小型化、低剖面、易于載體共形等特性。本專利技術提供的去耦合微帶陣列天線，采用金屬化過孔和傳輸線柵格，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、易于載體共形的優勢，可應用于雷達、遙感、電子對抗以及無線通信系統
附圖說明圖1為本實施例提供的去耦合微帶陣列天線正面平面圖；圖2為本實施例提供的去耦合微帶陣列天線背面饋電網絡示意圖。具體實施方式下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此外應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。圖1為本實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板、天線輻射體、金屬化過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射天線陣列。在微帶介質板上設有串饋接收天線陣列1和串饋發射天線陣列2。串饋接收天線陣列1和串饋發射天線陣列2均采用方形微帶貼片，以串聯的形式相互連接，組成微帶陣列。本實施例中，接收陣列1由一列十個單元的天線組成，發射陣列2由六列十單元的天線組成。對第一個單元進行饋電激勵，能量依次向后傳輸，通過控制方形微帶貼片的大小進行幅度加權，并調整相鄰兩單元間距使相位相同，形成低副瓣陣列。相鄰兩列天線間設有傳輸線柵格網絡3。微帶介質板上還設有金屬化過孔4，傳輸線柵格網絡3通過金屬化過孔4連通金屬接地層。相鄰陣列天線間的耦合能量通過傳輸線柵格網絡3接收，通過金屬化過孔4使陣列振蕩衰減，最后導入到金屬接地層，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絡。為減小天線尺寸，將饋電網絡5通過金屬化過孔4連通到微帶介質板的背面。饋電網絡5的激勵信號饋入后，由金屬化過孔4傳輸至上層微帶板，功率分配為一分二，能量依次由饋電點向兩側傳輸。實際使用時，本實施例提供的去耦合微帶陣列天線，可按照如下步驟進行設計：1、根據天線系統的工作頻率，確定工作信號的波長，并根據波束寬度和增益要求確定輻射陣面的幾何尺寸。2、根據陣列天線的陣元數要求及各陣元輻射激勵功率的錐削分布要求，設計方形微帶貼片的寬度。3、考慮到微帶貼片長度，設計相鄰兩單元的間距，使串聯陣列的各個單元相位相等。4、在串聯陣列的中間位置加入金屬化過孔，作為饋電輸入。5、將相鄰兩列天線間加入傳輸線柵格網絡，并用金屬化過孔與接地板連接。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種去耦合微帶陣列天線，其特征在于：包括微帶介質板，微帶介質板上設有多組微帶陣列，微帶陣列由多個微帶貼片單元以串聯的形式相互連接而成；相鄰組微帶陣列間設有傳輸線柵格網絡(3)，微帶介質板上還設有金屬化過孔(4)，傳輸線柵格網絡(3)通過金屬化過孔(4)連通金屬接地層，饋電網絡(5)通過金屬化過孔(4)連通到微帶介質板的背面。

【技術特征摘要】
1.一種去耦合微帶陣列天線，其特征在于：包括微帶介質板，微帶介質板上設有多組微帶陣列，微帶陣列由多個微帶貼片單元以串聯的形式相互連接而成；相鄰組微帶陣列間設有傳輸線柵格網絡(3)，微帶介質板上還設有金屬化過孔(4)，傳輸線柵格網絡(3)通過金屬化過孔(4)連通金屬接地層，饋電網絡(5)通過金屬化過孔(4)連通到微帶介質板的背面。2.如權利要求1所述的一種去耦合微帶陣列天線，其特征在于：所述微帶陣列包括串饋接收天線陣列(1)和串饋發射天線陣列(2)。3.如權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李振華，謝倩倩，
申請(專利權)人：上海欣國泰信息通信有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31