微波基板3背面對應槽線過渡9與輻 射開口 5連接處位置，且金屬微帶線7另一端連接有扇形匹配阻抗8 ; Y向天線單元陣列2包括共用的微波基板23,微波基板23正面設有多個相同的金屬輻 射面24,每個金屬輻射面24中分別設有喇叭形的輻射開口 25,各個輻射開口 25的喇叭形 口部分別設置在微波基板23正面上端，各個輻射開口 25的喇叭形根部分別設置在微波基 板23正面下部，且每個金屬輻射面24上分別設有與輻射開口 25喇叭形根部連通的圓口型 的槽線過渡29,微波基板23下端穿過底座210底面并向下超過X向天線單元陣列微波基板 3下端，且微波基板23下端對應各個金屬輻射面24底部位置分別連接有SSM同軸連接器 26,微波基板23背面對應各個金屬輻射面24分別設置有金屬微帶線27,金屬微帶線27 - 端分別向下延伸至微波基板23背面下端并與位置對應的SSM同軸連接器26連接，金屬微 帶線27另一端分別延伸至微波基板23背面對應槽線過渡29與輻射開口 25連接處位置， 且金屬微帶線27另一端分別連接有扇形匹配阻抗28,由共用的微波基板23與各個金屬輻 射面24、輻射開口 25、槽線過渡29、金屬微帶線27、SSM同軸連接器26、扇形匹配阻抗28 構成各個Y向天線單元。
[0018] 本發(fā)明包含有三個主要部分：X向天線單元1構成的X向天線單元陣列、Y向天線 單元陣列2，X向天線單元、Y向天線單元結構相似，它們的金屬福射面和金屬微帶線都集成 在微波基板上(分別在微波基板正面和背面)。
[0019] 金屬輻射面上設計特定曲率的輻射開口，配合特點厚度的微波基板，以保證在 12GHz-24GHz全頻段范圍內，電磁波的輻射方向圖能夠達到要求的指標。具體設計指標見表 1〇
[0020] 表1天線單元輻射開口指標
本發(fā)明中，金屬微帶線將SSM同軸連接器的電磁波信號引入，通過與槽形過渡的電磁 波耦合作用，將電磁波信號耦合至槽形過渡上，進而由天線的金屬輻射面將電磁波輻射到 空間。扇形匹配阻抗用于調節(jié)傳輸線的阻抗值，使得金屬微帶線與槽形過渡能夠有很好阻 抗匹配效果和電磁耦合效果，提升電磁波傳輸效率。同時，槽形過渡的開槽寬度和金屬微帶 線的線寬同時要做到阻抗匹配，減小電磁波的反射。其中X向天線單元和Y向天線單元的 區(qū)別是Y向天線單元的微帶線長度和微波基板長度比X向天線單元的長1/4波長，具體設 計指標見表2。
[0021] 表2天線單元設計參數表
本發(fā)明中，饋電網絡主要由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)材料的底座和SSM同軸連接器 構成，按照陣列天線的布陣結構，對底座進行刻槽，打孔。X向、Y向天線單元陣列分別插入 底座的槽中，SSM同軸連接器用螺釘固定在底座上，SSM同軸連接器的中心與金屬微帶線 搭接后用焊錫焊牢。底座對天線單元陣列和SSM同軸連接器起到布局、緊固和支持作用， 同時與微波基板具有較匹配的膨脹系數。本發(fā)明中底座設計體現在X、Y向天線單元陣列下 端在Z方向上是錯開的，因此可以使相鄰SSMA同軸連接器中心靠的更加緊密，防止柵瓣出 現，同時，Z向上錯開的部分可以拉長饋電單元的金屬微帶線長度，在雙極化過程中起到相 位匹配的作用。
【主權項】
1. 一種基于交錯饋電底座的寬帶vivaldi陣列天線，其特征在于：包括有底座，底座上 插接有多個X向天線單元，以X向作為行向，多個X向天線單元呈行列陣列排列構成X向天 線單元陣列，且X向天線單元陣列中相鄰兩列之間有間隙，底座上位于X向天線單元陣列中 相鄰兩列之間還分別插接有Y向天線單元陣列，每個Y向天線單元陣列由多個共用同一微 波基板的多個Y向天線單元構成，所述X向天線單元、Y向天線單元下端分別從底座底面中 穿出，且Y向天線單元下端向下超過X向天線單元。2. 根據權利要求1所述的一種基于交錯饋電底座的寬帶vivaldi陣列天線，其特征在 于：所述X向天線單元陣列中，X向天線單元包括豎向的微波基板，微波基板正面設有金屬 輻射面，金屬輻射面中設有喇叭形的輻射開口，且輻射開口的喇叭形口部設置在微波基板 正面上端，輻射開口的喇叭形根部設置在微波基板正面下部，且金屬輻射面上設有與輻射 開口喇叭形根部連通的槽線過渡，每個微波基板下端分別穿過底座底面，且每個微波基板 下端分別連接有SSM同軸連接器，每個微波基板背面分別設置有金屬微帶線，金屬微帶線 一端向下延伸至微波基板背面下端并與SSMA同軸連接器連接，金屬微帶線另一端延伸至 微波基板背面對應槽線過渡與輻射開口連接處位置，且金屬微帶線另一端連接有扇形匹配 阻抗； 所述Y向天線單元陣列包括共用的微波基板，微波基板正面設有多個相同的金屬輻射 面，每個金屬輻射面中分別設有喇叭形的輻射開口，各個輻射開口的喇叭形口部分別設置 在微波基板正面上端，各個輻射開口的喇叭形根部分別設置在微波基板正面下部，且每個 金屬輻射面上分別設有與輻射開口喇叭形根部連通的槽線過渡，槽線的圓形開口用于電容 性匹配，微波基板下端穿過底座底面并向下超過X向天線單元陣列微波基板下端，且微波 基板下端對應各個金屬輻射面底部位置分別連接有SSM同軸連接器，微波基板背面對應 各個金屬輻射面分別設置有金屬微帶線，金屬微帶線一端分別向下延伸至微波基板背面下 端并與位置對應的SSM同軸連接器連接，金屬微帶線另一端分別延伸至微波基板背面對 應槽線過渡與輻射開口連接處位置，且金屬微帶線另一端分別連接有扇形匹配阻抗，由共 用的微波基板與各個金屬輻射面、輻射開口、槽線過渡、金屬微帶線、SSM同軸連接器、扇形 匹配阻抗構成各個Y向天線單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于交錯饋電底座的寬帶vivaldi陣列天線，包括有底座，底座上插接有多個X向天線單元構成的X向天線單元陣列，X向天線單元陣列中相鄰兩列之間有間隙，間隙中插接有Y向天線單元陣列，每個Y向天線單元陣列由多個共用同一微波基板的多個Y向天線單元構成，X向天線單元、Y向天線單元下端分別從底座底面中穿出，且Y向天線單元下端向下超過X向天線單元。本發(fā)明與現有技術相比，裝配簡單、性能可靠、可有效解決波長和陣元間距之間的矛盾，實現了大帶寬、防柵瓣的三維陣列天線組陣結構。
【IPC分類】H01Q21/00, H01Q1/50, H01Q1/38, H01Q21/24
【公開號】CN105244609
【申請?zhí)枴緾N201510547849
【發(fā)明人】桑磊, 李祥祥, 盧保軍
【申請人】合肥工業(yè)大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月31日