[发明专利]有限带宽内基于混合馈电结构的低损耗频率扫描天线平面阵列

说明书

本发明公开了有限带宽内基于混合馈电结构的低损耗频率扫描天线平面阵列，频扫阵列由若干个平行子阵构成，包括双层微带贴片阵列、金属地板、E面弯波导、波导缝隙与微带线电磁耦合馈电结构、波导功分器、180°弯头。其中，E面弯波导的一端为馈电端口，另一端为接匹配负载的波导端口，子阵由E面波导功分器馈电；有椭圆缝隙的金属地板放置在E面波导上，在介质基板上与每个缝隙对应的位置设置微带线构成电磁耦合馈电结构，在每个微带线的两边分别连接微带传输线，该微带传输线的端口分别与对应的微带贴片单元连接。本发明显著拓宽带宽，并降低频率扫描慢波线的损耗，提高了阵列的效率和增益，改善了频率扫描天线的性能。

技术领域

本发明涉及频率扫描天线技术领域，具体为有限带宽内基于混合馈电结构的低损耗频率扫描天线平面阵列。

背景技术

低空探测雷达作为雷达空中探测系统中使用的雷达之一，将随着雷达技术的发展而发展，并逐渐出现与其他雷达融合的趋势。由此，低空探测对当前雷达空中探测系统进行了严峻的考验。现代空中探测站的关键问题是如何抵抗低空突防，形成较为完善的低空探测能力。为了发现和检测低空特别是超低空高速入侵海侵反舰导弹，有必要解决远程探测目标的问题。因此，低空探测雷达通常需要具有较强的抗地杂波性、较强的抗干扰性能和较高的可靠性，以提高雷达对空、对海的应答距离。鉴于此，频率扫描天线阵列是低空探测雷达的良好选择。

频率扫描天线阵列作为一种电子扫描天线，具有波束指向快，波束形状变化快，易于形成多波束，结构简单，成本低等优点，作为雷达已广泛应用于各种系统中，如无线网络和军事应用，特别是自20世纪60年代以来装备部队应用。然而，频率扫描天线的馈电网络需要采用慢波线结构，由于其体积和重量大，带宽窄，效率低，限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供有限带宽内基于混合馈电结构的低损耗频率扫描天线平面阵列，以解决上述背景技术中提出的问题。所述有限带宽内基于混合馈电结构的低损耗频率扫描天线平面阵列，它能显著提高天线在所需频率的阵列的效率和增益。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种有限带宽内基于混合馈电结构的低损耗频率扫描天线平面阵列，包括双层微带贴片层、金属地板、E面弯波导慢波结构、180°波导弯头和波导功分器；该频率扫描天线的E面弯波导慢波结构与开缝的金属地板共同作为馈电结构，通过在介质基板上与每个缝隙对应的位置设置微带线构成电磁耦合馈电结构，双层微带贴片层作为天线阵面的辐射层，天线阵列分为若干子阵，各子阵由波导功分器馈电；

其中波导功分器的一端与E面弯波导慢波结构连接，另一端为馈电端口；E面弯波导慢波结构的一端为与波导功分器连接，另一端为接匹配负载的波导端口；金属地板上设置下层介质基板，下层介质基板的下表面覆盖金属地板，上表面印制下层微带贴片单元；泡沫板放置在下层介质基板上，上层介质基板平行放置在泡沫板上，上层介质基板的下表面印制上层微带贴片单元，上表面为介质面。

优选的，天线阵面分为若干个子阵，子阵由波导功分器连接馈电，辐射层与馈电层由电磁耦合馈电结构耦合连接。

优选的，所述上层介质基板和下层介质基板均选用Rogers RT5880介质板材，其介电常数ε_r＝2.2,损耗正切角tanσ＝0.0009。

优选的，两层介质基板之间的泡沫板选用ROHACELL51的板材。

优选的，微带贴片单元通过一段微带传输线与电磁耦合馈电结构连接。

优选的，电磁耦合馈电结构实现能量的非均匀分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：