[发明专利]微带天线单元及微带天线

说明书

本发明属于有源相控阵雷达、天线技术领域，为了解决现有的盲点抑制技术难以在较宽的频率区间内实现对扫描盲点的抑制以及需要引入附加结构导致设计难度增加等问题，为此，本发明提供了一种微带天线单元，所述微带天线单元包括介质板以及设置在所述介质板上的馈电结构，所述馈电结构用于抑制所述微带天线阵列的扫描盲点。通过在介质板中垂直设置第二馈电结构，能够有效抑制微带天线单元的表面波，从而消除微带天线阵列在较宽的扫描区间内的扫描盲点。

技术领域

本发明属于有源相控阵雷达、天线技术领域，具体涉及一种微带天线单元及微带天线。

背景技术

在有源相控阵雷达中，天线阵列用于接收和发射射频信号，通过幅度和相位的控制，在形成指定波束的同时，也可以实现波束在空间中的扫描。微带贴片天线具有结构低剖面、重量轻、结构简单、易于设计加工等优点，但传统微带天线带宽较窄、辐射效率较低，不能满足相控阵系统对于宽工作频带的要求。同时，有源相控相控阵快速波束捷变、大角度电扫等功能的实现，要求天线单元具有宽角扫描特性。然而，由于微带天线采用接地介质板结构，容易束缚更多的表面波在单元之间传播，导致天线扫描至栅瓣出现之前的某一角度上，阻抗实部接近于零，使得天线几乎不能接收或辐射能量，形成扫描盲点。

传统盲点抑制技术包括：多天线子阵技术、高阻抗表面技术、缺陷地技术、特异材料技术等。但是这些技术在实际应用上存在很多的不足与制约：一方面，目前的盲点抑制技术只能够实现窄带特性，对于宽带相控阵系统，难以在较宽的频率区间内实现对扫描盲点的抑制；另一方面，传统盲点抑制技术通常引入附加隔离结构或子单元、这些结构的引入需要占据较大的面积，不能够满足宽角扫描阵列紧凑布阵的结构安排，不仅会在大角度扫描时产生栅瓣，同时又大幅提升了天线设计的复杂度。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的问题，即为了解决现有的盲点抑制技术难以在较宽的频率区间内实现对扫描盲点的抑制以及需要引入附加结构导致设计难度增加，本发明提供了一种微带天线单元，所述微带天线单元包括介质板以及设置在所述介质板上的第一馈电结构、第二馈电结构以及第三馈电结构，其中，所述第一馈电结构设置于所述介质板的一侧，所述第三馈电结构设置于所述介质板的另一侧，所述第二馈电结构与所述第一馈电结构连接并穿过所述介质板与所述第三馈电结构连接，所述第二馈电结构用于抑制所述微带天线阵列的扫描盲点。

在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述第二馈电结构垂直穿过所述介质板。

在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述介质板的厚度为中心频率波长的1/10。

在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述微单天线单元还包括金属地板，所述金属地板上设置有探针，所述探针与所述第三馈电结构连接，所述探针用于为所述第三馈电结构提供射频信号。

在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述金属地板上开设有凹槽，所述凹槽用于拓宽所述微带天线单元的带宽。

在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述微带天线单元还包括分别设置在所述介质板两侧的第一介质板和第二介质板。

在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述第一介质板设置在所述介质板的上方，在所述第一介质板的上表面中心处设置有辐射贴片。

在另一方面，本发明还提供了一种微带天线，所述微带天线包括若干个上述的微带天线单元。

在上述微带天线的优选技术方案中，若干个所述微带天线单元呈阵列分布。

本领域技术人员能够理解的是，在上述微带天线单元的优选技术方案中，通过在介质板中垂直设置第二馈电结构，能够有效抑制微带天线单元的表面波，从而消除微带天线阵列在较宽的扫描区间内的扫描盲点。