[发明专利]一种低剖面宽带介质背腔四辐射器天线单元

说明书

技术领域

本发明属于微波天线技术，涉及对宽带介质背腔四辐射器天线单元的改进。

背景技术

相控阵体制尤其是有源相控阵体制，使得雷达具有灵活的电子扫描、先进的功率管理和信号处理技术能力，带来了很多卓越的性能。与普通机载机械扫描火控雷达相比，机载有源相控阵火控雷达不仅在作用距离、抗干扰能力、可靠性和天线隐身设计等方面的性能大大提高，还具备了实现同时多功能和真正意义上的多目标攻击等能力。振子天线和螺旋天线已成功被用于相控阵系统中，但是上述天线具有较高的剖面，导致体积和重量大，限制了其在机载有源相控阵中的应用。金属背腔天线是一种宽带低剖面的天线，目前的一种金属背腔四辐射器天线单元的结构参见图1至图3，它由辐射介质板1、微带馈电介质板2、金属板3和四等分功分器组成。在辐射介质板1的上表面有四个正方形的成矩形排列的辐射贴片13,在微带馈电介质板2的上表面有四条微带线12，每条微带线的一端与一个辐射贴片13形成馈电耦合，每条微带线的另一端与一个第一金属化孔11的上端形成电连接。辐射介质板1的下表面与微带馈电介质板2的上表面粘接为整体。在金属板3的上表面上有四个空气背腔14，每个空气背腔14的位置与辐射贴片13的位置对应，每个空气背腔14是一个水平截面为矩形的凹槽。所说的四等分功分器由功分器上介质板4、功分器下介质板5和SMA同轴连接器7组成。在功分器上介质板4的上表面粘贴着由覆铜箔构成的上屏蔽板15,在功分器上介质板4的下表面上粘有带状线中心导带8,带状线中心导带8有四个输出端和一个输入端。在功分器上介质板4上有4个第二金属化孔9，每个第二金属化孔9的位置与一个带状线中心导带输出端的位置对应，每个第二金属化孔9的下端与所对应的带状线中心导带输出端形成电连接，每个第二金属化孔9的上端与上屏蔽板15保持绝缘。功分器下介质板5的下表面粘贴着由覆铜箔构成的下屏蔽板6,在功分器下介质板5的下表面、与带状线中心导带输入端对应的位置固定着SMA同轴连接器7，在功分器下介质板5上有第三金属化孔17,第三金属化孔17的下端与SMA同轴连接器7的内导体形成电连接，第三金属化孔17的上端与带状线中心导带的输入端形成电连接，SMA同轴连接器7的外导体与下屏蔽板6形成电连接，功分器上介质板4的下表面和功分器下介质板5的上表面粘接为整体。金属板3位于微带馈电介质板2的下表面和功分器上介质板4的上表面之间并且粘接为整体，在金属板3上有4个同轴线安装孔，每个同轴线安装孔的位置与一个第一金属化孔11和第二金属化孔9的位置对应，在每个同轴线安装孔内安装有同轴线10，同轴线10内导体的上端与第一金属化孔11的下端形成电连接，同轴线10内导体的下端与第二金属化孔9的上端形成电连接。

其工作原理是：输入功率由SMA同轴连接器7接入，经四等分功分器等分输送到四条微带线12，四条微带线12通过背腔对辐射贴片13耦合馈电向外辐射能量。

其缺点是：第一、体积和重量大。由于金属背腔本身具有较高的纵向剖面，增大了天线单元的体积和重量；第二、馈电损耗大。由于微带线12与带状线中心导带8的连接需要贯穿整个金属板3，使得同轴线10的长度增大，增加了馈电损耗；第三、整体集成性差。同轴线10与第一金属化孔11和第二金属化孔9的连接处需要使用同轴插接件，使结构复杂，进一步增加了体积和重量，提高了成本。

发明内容

本发明的目的是：提出一种体积和重量小、馈电损耗小、整体集成性好的宽带介质背腔四辐射器天线单元。