[实用新型]强耦合宽带馈源阵列

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信、测控领域中的一种强耦合宽带馈源阵列，本实用新型较适合应用于抛物柱面天线的馈源来使用，可实现宽频带、高增益、宽角扫描的技术指标，适用于宽带无线通信系统中。

背景技术

目前在通信、测控系统中对宽带可扫描的天线系统需求越来越迫切，可以实现宽带性能天线种类繁多，但实现宽带波束扫描的辐射单元报道较少，归纳起来主要有以下几种结构形式，在性能上虽各有特点，但均存在某种不足。

1、Vivaldi印刷天线天线单元：该形式天线结构简单，加工精度高，可实现几个倍频的带宽，波束宽度较窄、结构可靠性差，无法作为柱面天线的馈源使用，工程实用性较差。

2、封闭型脊喇叭天线，该形式天线驻波、方向图带宽较宽通常可实现几个倍频设计，通常用作宽带标校喇叭天线来使用。由于喇叭开口尺寸较大，无法满足作为相控阵天线小间距组阵的要求，作为宽带相控阵天线单元有一定的局限性，特别是在工作频段较高时，馈电的空间较小，实现馈电难度较大。

3、伞形印刷天线：该形式天线形式可实现40％左右的带宽，可作为相控阵扫描的辐射单元，但无法满足倍频的带宽。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种强耦合宽带馈源阵列，本实用新型特点是，作为柱面天线的馈源使用，具有宽带驻波、宽带辐射特性，结构紧凑、馈电简单，损耗低，可实现馈电与辐射单元一体化设计。

本实用新型是这样实现的：一种强耦合宽带馈源阵列，包括角反射器1、强耦合线阵2和脊腔3，角反射器1的底端与脊腔3的顶端相连接，强耦合线阵2的底端固定在脊腔3的底板上，其特征在于：所述的强耦合线阵2包括多个金属Vivaldi天线单元4，每个金属Vivaldi天线单元4由左脊片和右脊片组成，在左脊片的下部设置有与左脊片一体成型的馈电内导体，在右脊片内开设有供馈电内导体穿过的腔体，馈电内导体与腔体为同心设置且与腔体内壁之间留有间隙。

其中，角反射器1的两个反射板位于强耦合线阵2的两侧。

其中，在左脊片和右脊片之间的底部设置有反射腔5。

本实用新型的技术比较有如下优点：

1、本实用新型设置了强耦合宽带馈源阵列1部件，该强耦合宽带馈源阵列由角反射器1、强耦合线阵2、脊腔3三部分构成，能在宽频带内实现对抛物柱面的照射，获得高增益窄波束的辐射方向图，紧密型排列的强耦合阵列可实现6～7个倍频驻波小于2，宽角度扫描可实现±45°。

2、本实用新型整个天线结构简单、紧凑，与其他Vivaldi印刷天线比较，减小了天线的介质损耗，同时天线的馈电实现了一体化设计，克服了空间狭小的技术难题，该天线解决了超宽带天线扫描的技术难题。

附图说明

图1是本实用新型三维结构示意图。

图2是本实用新型天线结构的侧视图。

图3是本实用新型天线强耦合线阵结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2和图3，一种强耦合宽带馈源阵列，包括角反射器1、强耦合线阵2和脊腔3，角反射器1的底端与脊腔3的顶端相连接，强耦合线阵2的底端固定在脊腔3的底板上，所述的强耦合线阵2包括多个金属Vivaldi天线单元4，每个金属Vivaldi天线单元4由左脊片和右脊片组成，在左脊片的下部设置有与左脊片一体成型的馈电内导体，在右脊片内开设有供馈电内导体穿过的腔体，馈电内导体与腔体为同心设置且与腔体内壁之间留有间隙。角反射器1的两个反射板位于强耦合线阵2的两侧。在左脊片和右脊片之间的底部设置有反射腔5。

本实用新型中，背腔3的作用是提供信号短路面，同时作为反射器1和强耦合线阵2的支撑体；紧密排列的金属Vivaldi天线单元4，单元脊遵循指数函数曲线形式，克服了传统半波阵子天线的辐射激励，即小于辐射单元半波长的前提下，更为重要的是，小间距排列满足了相控阵天线对单元间距的苛刻要求，在宽带扫描系统中，这一点尤为重要。天线单元采用空气介质填充的方型同轴6馈电，这一设计的好处可是馈电与辐射体实现一体化加工设计，一方面保证了馈电的可靠性、一致性，另一方面避免了人工焊接带来的误差，以及不一致性，同时又实现了信号的低损耗传输；椭圆型反射腔5保证了天线单元的宽频带匹配特性，外形结构简单，可以辐射单元一体化加工设计；角反射器1的作用是控制天线线阵H面辐射方向图的波束宽度，保证了对抛物面的最佳照射。三部分结构采用分体加工后再组装为一个天线，这样保证了天线的低成本设计。

本实用新型工作原理如下：当发射信号时，方型同轴6接发射机发射信号，激励每个金属Vivaldi天线单元4，并辐射到自由空间，并在空间信号功率合成，当发射机置不同的相位组合时，空间便形成不同指向的波束。天线的接收和发射为互易过程，电磁信号在每个金属Vivaldi天线单元4上激励器电流，并由方型同轴6提取信号，进入到功分网络后输出到外接接收机。