[实用新型]一种树形天线

说明书

技术领域

本实用新型属于用于接收或发射超宽带米波波段电磁波的对数周期天线技术领域，具体涉及一种小型化的超宽带天线。

背景技术

雷达波段的电子支援措施(ESM)是态势感知、战术情报、目标瞄准支援和威胁告警的重要传感器。通过对特定雷达辐射源进行截获、定位、分类和识别，雷达ESM能够为作战人员提供敌方电子战斗序列信息并能对敌进行有效识别，提供其方位及能力的详细情况。电子支援措施(ESM)系统是机载任务电子系统的重要组成部分，通常电子支援系统主要的作战目标是工作在2～18GHz，目前也扩展到0.5～2GHz以及18～40GHz，随着近年来地面米波雷达装备的蓬勃发展，机载米波波段的电子侦察装备的需求日趋强烈，米波波段是指电磁波波长以米为单位计量的波段，工作频段一般为100MHz～300MHz，众所周知天线单元的谐振长度一般为半波长或更长，也就是为了使天线能正常工作，天线的尺寸至少要大于工作频带的低频半波长，而另一方面宽角扫描阵列天线的单元间距与工作频带的高频的波长存在倒数关系，也就是扫描角度越宽，单元间距越小，而且这个倒数关系又是以工作频带的高端频率的波长计算的，综上所述，越宽的工作频带，能够适应的天线扫描宽度越窄。

作为常用的宽带阵列天线的单元，对数周期天线具有技术成熟、环境适应性好、耐功率高等优点，常规对数周期天线主要包括馈电双线（常规对数周期天线馈电杆31和常规对数周期天线馈电杆32）和辐射振子杆等，位于同一高度的辐射振子杆对称安装，如图8所示，一对常规辐射振子33与常规辐射振子34，由其设计公式（1）、（2）可知，常规的对数周期天线的结构尺寸决定于比例因子τ和间隔因子σ，以及天线的最低工作频率；

        （1）

          （2）

其中比例因子τ称为周期率，是表示各振子尺寸、位置的相对位置关系是一个常数，间隔因子σ是表示相邻两振子的间距与其中较长振子的二倍长度比值是一个常数，a称为半顶角，d_n代表第n号和第n+1号振子的间距，R_n代表第n号振子到半顶角顶点的距离，L_n为第n号振子的长度，如图9 所示。确定三个参数中任意两个即可确定天线的几何结构，这里初始常规对数周天线尺寸τ取0.82，σ取0.12，计算得到天线半顶角为22.6度，天线的常规馈电双线长度H约为1.52米，最长振子长度L1为1.5米。

对于最高350MHz的工作频率，45度以上的宽角扫描阵列天线，天线单元间距最大不能超过450mm，也就是斜极化方式安装时，天线尺寸越大，一维线阵在垂直方向的重叠部分就越多，这样导致天线的交叉极化性能、天线互耦、副瓣电平、天线阵的增益等指标严重恶化，常规对数周期天线的横向宽度（即最长振子长度1.5米）导致天线阵的各项技术指标性能严重恶化，无法满足项目要求，另外常规对数周期天线的纵向长度最短不得少于1.52米，无法满足飞机平台的安装要求，飞机平台的安装要求天线的纵向长度要求小于1米，为了满足天线阵的性能指标，天线的横向宽度要求小于0.8米，所以必须对常规的超宽带天线进行小型化设计。

实用新型内容

为了解决常规对数周期天线单元尺寸大，不适合机载平台安装和无法实现宽带宽角扫描等问题，需要减小常规的对数周期天线的尺寸，尤其是宽度方向的尺寸，本实用新型提供了一种改进的树形的对数周期天线。

本实用新型在常规对数周期天线基础上，通过对常规对数周期天线的振子进行周期性分形，和顶端加载相结合的方法实现了天线横向尺寸的缩减，结合振子加载电阻的降低，缩短了对数周期天线的馈电双线的长度，从而大大降低了天线的尺寸。

具体改进技术方案如下：