[发明专利]一种C频段紧耦合阵列天线

说明书

本发明公开了一种C频段紧耦合阵列天线，属于相控阵测控系统技术领域。其包括金属基座和多列天线，每列天线均包括一片微带介质板以及设于该微带介质板上的多个天线单元；天线单元为Vivaldi形式，天线单元的正面为辐射贴片，采用指数形式渐变结构，天线单元的背面为天线的馈电结构，采用微带馈电结构；相邻的两列天线之间错开半个天线单元的距离，从而构成三角布阵；金属基座为天线单元提供射频地。本发明通过对阵列天线的特殊设计，在满足相控阵天线性能指标的前提下，实现了宽频带、宽角扫描、低剖面、低重量、低设计复杂度、低加工难度、低成本等目标，是对现有技术的一种重要改进。

技术领域

本发明涉及相控阵测控系统技术领域，特别是指一种C频段紧耦合阵列天线。

背景技术

近年来，相控阵测控与通信系统受到了国内外各方的关注，得到高速发展。随着测控与通信目标数目和种类的增多，对测控系统的传输速率、电子对抗能力及多目标能力有了更高的要求，因此，宽带一体化相控阵通信系统逐渐成为当今相控阵技术发展的方向。

窄带相控阵天线技术日趋成熟，基本思路是利用阵列使得天线阵列在阻抗带宽或方向图带宽上达到相应指标。但是，基于这种思路，进一步扩展阵列天线的带宽存在一定的局限性，因为宽带天线单元种类较少，天线单元电尺寸不满足正常的相控阵单元间距，容易出现栅瓣，缩小阵列天线的扫描范围。并使得阵列剖面高度过大，不利于小型化和共形设计。而且传统的宽带相控阵天线成本很高。所以无论是在理论还是工程实际应用中都需要有新的方法来解决。

目前，随着相控阵技术的发展，各种系统尤其是相控阵系统对天线或天线阵列提出严格要求，相控阵天线不仅需要具备宽频带特性，还需要有大角度扫描的特性。宽带宽角扫描相控阵天线设计已是当今相控阵天线发展的重要趋势。

但是，受常规阵列天线理论中“扫描角-阵元间距”定律的限制，传统相控阵天线设计方法无法实现超宽带特性，而且互耦效应是传统宽带相控阵天线设计方法的最大的技术难题。近年来，国际天线研究领域提出了一种基于强互耦效应的宽带相控阵概念，人为加强天线单元间的互耦，即在天线单元之间的末端引入电容耦合，来抵消因金属地而产生的电感效应，实现了展宽相控阵频带特性；并运用了多层介质板，实现了宽角扫描特性。虽然这种新颖的宽带相控阵天线技术有频带宽、剖面低等特点，但是设计难度大，结构复杂，加工成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种C频段紧耦合阵列天线，该阵列天线可覆盖全C频段，带宽宽，扫描角度宽达到±60°，适合机载使用环境。

基于上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种C频段紧耦合阵列天线，其包括金属基座和多列天线，每列天线均包括一片微带介质板以及设于该微带介质板上的多个天线单元；所述天线单元为Vivaldi形式，天线单元的正面为辐射贴片，采用指数形式渐变结构，天线单元的背面为天线的馈电结构，采用微带馈电结构；相邻的两列天线之间错开半个天线单元的距离，从而构成三角布阵；所述金属基座为天线单元提供射频地。

具体的，所述金属基座内埋设有对应于每个天线单元的SMP接头，所述天线单元与SMP接头焊接连接。

具体的，所述多列天线为24列，每列天线上均具有24个天线单元。

具体的，所述天线单元的外形尺寸为宽×高=15.2mm×27.4mm，所述微带介质板的相对介电常数为2.65，所述微带介质板的厚度为1mm，所述天线单元的馈点位置到天线单元两侧边沿的距离分别为11.2mm和4mm。

从以上叙述可以得出，本发明技术方案的有益效果在于：

1、本发明阵列天线的工作频段覆盖C频段，可兼容所有C频段测控系统。

2、本发明采用紧耦合方式，使天线在低频段也能够正常工作。