[发明专利]一种X波段谐振腔天线单元及阵列

说明书

本发明实施例提供的X波段谐振腔天线阵列及阵列，涉及天线技术领域，包括金属谐振腔、介质基板、金属地板、伞状微带馈线和SMP插针，其中，金属谐振腔包括多个内部掏空的金属腔体，金属谐振腔的底端开有圆孔，用于插接SMP插针，介质基板整体嵌入所述金属谐振腔，介质基板的顶部与金属谐振腔的顶端平齐，介质基板的下表面刻蚀有金属地板、上表面刻蚀有伞状微带馈线，介质基板开有圆孔，用于插接SMP插针，金属地板表面光滑，伞状微带馈线表面光滑，SMP插针从金属谐振腔底端的中心圆孔穿入，SMP插针的外芯与金属地板固定连接，SMP插针的内芯穿过介质基板与伞状微带馈线固定连接，简化了天线结构，使得天线便于安装和维护、易于调试、减少了加工制造成本。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种X波段谐振腔天线单元及阵列。

背景技术

由于X波段的相控阵雷达探测距离广，分辨率高，在军事和民用中有着广泛的应用，尤其是X波段的气象雷达可以精确预测龙卷风等，X波段的相控阵雷达可以远距离追踪导弹等。因此，适合于X波段的天线设计，一直是天线设计者关注的重点。

传统的相控阵天线一般采用微带贴片天线或波导缝隙天线，其中，微带贴片天线在论文(钟顺时，微带天线理论与应用，西安电子科技大学出版社，出版，1991)及(张中伟，相控阵天线关键技术的研究，杭州电子科技大学毕业论文，2012，(5):50-61))中均有记载，波导缝隙天线在论文(巴拉尼兹，现代天线手册，A Jhon WileySons,Inc.,出版，2008)及申请号为200610156057.6的专利文献中均有记载，但是这两种天线在带宽和辐射效率上各有优劣，往往满足不了X波段的相控阵雷达的要求，波导缝隙天线的成本高、带宽窄且不容易维护，而一般微带贴片天线的带宽窄，往往只能够在部分工作频段内有着良好的辐射性能。

在论文(孙丹等，一种宽带缝隙耦合微带天线，现代雷达，2009，(4))中，提出采用多层缝隙耦合微带天线，这种天线虽然改善了天线的辐射性能，但是结构复杂，增加了天线的设计成本和调试成本，虽然能够集成在大规模的相控阵上，但是对后期的维护造成一定的困难，而且天线的后向辐射较高。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明实施例提供了一种X波段谐振腔天线单元及阵列。

第一方面，本发明实施例提供的X波段谐振腔天线单元包括金属谐振腔、介质基板、金属地板、伞状微带馈线和SMP插针，其中：

所述金属谐振腔包括多个内部掏空的金属腔体，所述金属谐振腔的底端开有圆孔，用于插接SMP插针，所述介质基板整体嵌入所述金属谐振腔；

所述介质基板的顶部与所述金属谐振腔的顶端平齐，所述介质基板的下表面刻蚀有金属地板，上表面刻蚀有伞状微带馈线，所述介质基板开有圆孔，用于插接SMP插针；

所述金属地板表面光滑；

所述伞状微带馈线表面光滑；

所述SMP插针从所述金属谐振腔底端的中心圆孔穿入，所述SMP插针的外芯与所述金属地板固定连接，所述SMP插针的内芯穿过所述介质基板与所述伞状微带馈线固定连接。

进一步地，每个金属腔体的壁厚相同、外部平齐且表面光滑。

进一步地，所述介质基板的材质为聚四氟乙烯玻璃纤维。

进一步地，所述金属地板包括一个椭圆形的微带贴片和一个带有一个柄的扇形微带贴片。

进一步地，所述伞状微带馈线包括一个长方形的微带馈线和一个圆形的微带贴片。

进一步地，所述SMP插针的特性阻抗为50欧姆。

进一步地，所述金属地板以及伞状微带馈线的材质均为铜箔。