[发明专利]共形有源相控阵天线单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种共形集成阵列天线单元，是一种具有与天线安装环境共形 一体的有源集成阵列天线单元。

背景技术

目前，在一些先进作战飞机上，出于对飞机气动性能和低RCS性能上的考虑， 往往会要求其上的天线外形结构与安装部位的飞机外形保持一致，这就是所谓 的共形天线。现代飞机上除了采用各种固定波束天线以外，还有一些波束可以 控制扫描的相控阵天线。相控阵天线分为有源和无源两类。其中有源相控阵天 线一般是先将作为辐射器的天线阵元按照某种规则进行空间位置排布，并在每 个天线阵元后面级联具有收发电路的T/R组件，天线接收时，各天线阵元将收到 的信号送入其后的T/R组件进行处理，然后再将T/R组件处理后的信号进行合成， 完成天线阵列的波束合成。有源相控阵天线的发射过程与此相反。

现有技术中按照上述有源相控阵天线的设计方案，通常是将辐射天线单元 和收发T/R组件作为两个独立的部件在电气上相互级联，其物理形态上是相互分 立的。这种由相互独立之辐射单元与T/R组件组成的阵列天线单元的不足之处在 于增大了整个天线的纵向尺寸，同时因单独的T/R电路需要用专门的金属屏蔽盒 体，也增加了设备的重量。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种能够了减小天线 体积和重量，结构紧凑，占据空间小，能与天线安装环境相适配的共形有源相 控阵天线单元。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：本发明提供的一种共形有源相 控阵天线单元，包括，天线辐射体和有源收发T/R组件，其特征在于，所述的 天线辐射体具有一个结构外形与飞机机翼外缘天线安放环境适配的金属共形曲 面薄壁腔，所述收发T/R电路板安装于作为天线辐射体的共形曲面薄壁腔的内 部，在所述共形曲面薄壁腔的外缘辐射面上开有辐射缝，在辐射缝上固联有连 接上述收发T/R电路的馈电机构，T/R电路与接收机之间的所有信号交换端口和 供电接口均设置在上述天线辐射体后壁板上。

本发明的有益效果是：本发明将天线辐射体与收发T/R组件一体化集成到与 天线在飞机安放部位环境适配的金属共形曲面薄壁腔结构的辐射体体内。利用 能够与天线安放环境结构外形适配的金属缝腔结构体作为阵列天线有源辐射单 元，利用共形天线单元的腔体结构特点，将有源相控阵天线单元的收发T/R组件 电路，直接放置在辐射天线单元辐射体中空结构的缝腔里，省去了T/R组件单独 的占用空间和屏蔽盒，完成辐射天线单元与T/R组件的一体化集成，减小了整个 阵列天线单元的体积和重量。用该天线单元组成有源相控阵列，相应的阵列天 线尺寸和重量也会随之减小，使天线具有更好的适用性。

本发明将具有缝腔结构的共形天线辐射体同时兼作有源相控阵天线单元所 需收发T/R电路的封装盒，不仅使由该天线单元组成的有源相控阵天线便于嵌入 天线安装部位的环境结构体之中，并且由于收发T/R电路部分直接置于天线辐射 结构体内部而不单独占用空间，减小了有源天线单元的尺寸和重量，使最终形 成的有源相控阵天线具有尺寸小，重量轻，制造成本低的特点。解决了目前技术 状态下阵列天线辐射单元和收发T/R组件相互分离、占用空间大，结构不紧凑， 制造成本高的问题。

本发明的集成了收发T/R电路的共形天线辐射单元，在结构上便于多个这 样的天线单元的阵列组合；作为辐射或外来电磁波接收主体的缝腔外形，满足 天线自身结构对所在安装环境的，诸如空气动力学性能、低RCS性能等方面， 对天线的外形结构要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。

图1是本发明专利共形集成阵列天线单元构造示意图。

具体实施方式

参阅图1。图1描述了本发明共形集成阵列天线单元的一个最佳实施例。它 包括，天线共形辐射体和收发T/R组件。收发T/R组件是有源收发T/R电路模 块。天线辐射体是一个结构外形与天线在飞机安放部位环境适配的具有共形曲 面的开缝金属薄壁腔。金属共形曲面薄壁腔构成了具有与机翼外缘结构适配的 天线辐射单元主体1。作为天线辐射单元主体1金属腔体前后非辐射缝所在的两 个侧面作为相邻天线阵列单元连接面，它是便于多个这样的天线单元排列组合 成一个天线阵列的平行平面。收发T/R电路板固联于上述作为天线辐射体的共 形曲面薄壁腔内。在天线辐射单元主体1的外缘辐射面上开有辐射缝2。辐射缝 2可以是直线状或弯曲状，可以是矩形、椭圆或其它别的形状。跨越辐射缝2上 的馈电机构3对辐射缝进行激励。馈电机构3是跨越辐射缝2的短路或开路微 带线，该微带线可以跨接在辐射缝2的中央或一侧位置。该微带线的另一端连 接到T/R电路4中的射频端口。T/R电路4的功能与传统有源相控阵中T/R组件 的相同。T/R电路4的所有面向接收设备的输入输出信号以及电源信号均通过设 置在上述天线辐射体辐射缝所面对的壁板上的一个或多个接口座5来进行。T/R 电路4通过传输线和输入输出接口5相连。图中只画了一个接口座，实际中可 以根据设计需要选用多个接口座。天线辐射单元主体1形成的腔缝天线接收到 的电磁波信号通过馈线直接馈送给其内的T/R电路的接收通道，或将收发T/R 电路中的发射信号经馈线激励辐射缝形成发射。