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

二

背景技術(shù)：

本發(fā)明應(yīng)用于現(xiàn)代數(shù)字相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)，現(xiàn)代數(shù)字相控陣?yán)走_(dá)要求天線模塊應(yīng)具備寬角匹配、寬角掃描、低交叉極化電平以及幅相監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)與功能。印刷振子天線由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)會(huì)出現(xiàn)掃描盲點(diǎn)，影響其寬帶掃描特性，一般采用加寄生桿的方法來(lái)消除掃描盲點(diǎn)，但是在大型相控陣中，由于寄生桿的數(shù)量眾多，導(dǎo)致重量增加且安裝復(fù)雜，在應(yīng)用中受到一定的限制。文獻(xiàn)(官偉，孫紹國(guó)，X波段寬帶微帶偶極子天線，火控雷達(dá)技術(shù)，第41卷第1期，2012年3月：63-66.)，將寄生桿改進(jìn)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(wèn)題。文獻(xiàn)(萬(wàn)濤，王風(fēng)，一種帶狀線饋電的新型寬帶印刷偶極子天線，電子測(cè)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(cè)與天線單元集成模塊的形式，相關(guān)文獻(xiàn)不多。文獻(xiàn)(彭勇，萬(wàn)長(zhǎng)寧，吳鴻超，夏琛海，與耦合線一體化設(shè)計(jì)的寬帶寬角天線單元，現(xiàn)代雷達(dá)，第36卷第9期，2014年9月：54-57.)將幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)與天線單元集成，具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。該天線單元的E面方向圖的展寬功能的實(shí)現(xiàn)采用的是安裝于天線反射板上的寄生金屬桿，安裝復(fù)雜重量較重，且該幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)尺寸較為龐大。

綜上所述，目前將幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)與印刷振子天線集成還沒(méi)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(qiáng)了天線寬角掃描能力，采用微帶線與帶狀線間公共地開(kāi)孔的形式實(shí)現(xiàn)了幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的功能，整個(gè)天線模塊具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且電訊性能良好的特點(diǎn)。

三

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種集成幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的印刷振子陣列天線模塊，提高天線掃描能力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)幅相監(jiān)測(cè)功能。具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案如下：

一種集成幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)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(cè)網(wǎng)絡(luò)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(méi)有寄生條帶的部分介質(zhì)切除。

所述的幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)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(cè)耦合微帶線的公共地開(kāi)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(shí)降低了整個(gè)天線重量，且寄生條帶位于介質(zhì)板夾層之間有利于增強(qiáng)天線的環(huán)境適應(yīng)能力。

②本發(fā)明中的幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)采用了微帶與帶狀線之間公共地開(kāi)耦合孔的方式，其幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)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(jiǎn)單，加工簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

四附圖說(shuō)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(cè)網(wǎng)絡(luò)。

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(cè)網(wǎng)絡(luò)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(cè)網(wǎng)絡(luò)的各端口耦合量圖。

五具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明一實(shí)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(cè)網(wǎng)絡(luò)2組成。

印刷振子天線單元結(jié)構(gòu)示意圖參見(jiàn)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(qiáng)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(hù)寄生條帶。介質(zhì)板切除了無(wú)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(cè)網(wǎng)絡(luò)部分。幅相監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(shí)測(cè)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(wú)源電壓駐波比，在25％的頻帶內(nèi)該天線單元的無(wú)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(diǎn)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?？梢钥闯鲇捎诩纳鷹l帶的應(yīng)用，E面與H面的陣中單元方向圖3dB波寬均達(dá)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(duì)主極化電平能夠達(dá)到了-35dB以上，且在組陣后該交叉極化電平還能進(jìn)一步降低。