[发明专利]一种偶极子天线接收阵

说明书

技术领域

本发明涉及雷达接收天线，特别涉及一种宽频带的全向天线，适用于米波波段雷达天馈系统。

背景技术

目前，米波天线已广泛应用于各种雷达、通信等设备上；米波天线结构简单、易于制作、生产成本较低、方位面全向特性好、覆盖范围大；米波天线具有抗干扰、反隐身等优点。

但随着米波天线的发展，人们对米波天线小型化和宽带化提出了更高的要求。对天线加载既能展宽天线带宽，又能缩小天线尺寸。但加载后的天线输入阻抗随频率变化仍然很剧烈，这就需要为加载天线设计合适的匹配网络。合适的宽带匹配网络，能进一步展宽天线带宽，降低电压驻波比。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明提供一种米波波段的全向天线，通过偶极子天线单元结构的合理设计与匹配网络的优化，解决了现有全向天线存在带宽窄和尺寸大的问题。

本发明的技术方案是：一种偶极子天线接收阵，包括三对偶极子天线单元、三合一匹配网络和壳体，所述的三对偶极子天线单元为旋转对称结构，三对偶极子天线单元成等角度安装在壳体外侧，三合一匹配网络固定在壳体内，三合一匹配网络为一个PCB板，其上集成三个匹配网络，其特征在于：所述的匹配网络包括N型连接器、阻抗变换器、匹配电路和导线，所述的匹配电路由L—C网络组成。

如上所述的偶极子天线接收阵，其特征在于：所述的L—C网络由第一电容C1、第一电感L1和L3、第二电容C2、第二电感L2和L4、第三电容C3组成。第一电容C1、第一电感L1和L3形成第一级滤波；第二电容C2、第二电感L2和L4形成第二级滤波；第三电容C3串联在对称振子的两个偶极子单元之间，使加载偶极子天线单元输入阻抗的电抗部分随频率变化减缓。  

如上所述的偶极子天线接收阵，其特征在于：所述的阻抗变换器由1比4不平衡—平衡的传输线变压器实现。

如上所述的偶极子天线接收阵，其特征在于：所述的三对偶极子天线单元成等角度安装在壳体外侧，三合一匹配网络板固定在壳体内。

如上所述的偶极子天线接收阵，其特征在于：所述偶极子天线单元长度为1200mm至1400mm，直径18mm，天线单元为铜管，并在铜管靠近末端部分进行阻容串联加载。

本发明的有益效果是：天线结构简单，重量轻，全向天线为水平极化，电压驻波比小于2，在46%的带宽内，天线能很好的满足技术要求。

附图说明

图1为本发明天线接收阵的结构示意图；

图2为天线接收阵的接线关系；

图3为三合一匹配网络布线图；

图4为加载天线示意图；

图5为单个宽带匹配网络示意图。

具体实施方式

附图标记说明：1—壳体，2—偶极子天线单元，3—三合一匹配网络，4—N型连接器，5—铜管，6—第一加载板，7—第二加载板，8—第三加载板，9—第四加载板，10—第五加载板。

以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的偶极子天线接收阵适用频段为50MHz至80MHz。如附图1所示，本发明的一种偶极子天线接收阵包括三对偶极子天线单元2、三合一匹配网络3和壳体1。本发明的三对偶极子天线单元2为旋转对称结构，三对偶极子天线单元2成等角度（120度）安装在壳体1外侧，三合一匹配网络3固定在壳体1内。三合一匹配网络3为一个PCB板，其上集成三个匹配网络。每一对偶极子天线单元2的方向图成八字形，覆盖120度，三对偶极子天线单元2成120度角组阵，天线阵方向图覆盖360度，达到全向天线要求。

壳体1外侧为正十二边形，内侧为圆，中空。两相对的边之间距离为300mm，通过介质与偶极子天线单元2连接。壳体1安装在架高塔上，尺寸由塔结构限定。

如附图2所示，天线阵接线关系成旋转对称方式，保证了各偶极子天线单元相位一致和三对对称振子相位中心在同一点。

如附图3所示，三合一匹配网络3由三个匹配网络集成，为外径290mm,内径240mm，厚4mm的圆环PCB板。匹配网络3安装在壳体1内，尺寸由壳体1限定。三个匹配网络成120度旋转对称。

壳体1上连接天线单元和N型连接器4的介质材料为聚四氟乙烯；连接壳体1与偶极子天线单元2的介质材料为聚四氟乙烯。聚四氟乙烯有结构强度高，成本低，耐高低温效果好，耐腐蚀、盐雾，防水等特点。