[发明专利]K波段高幅度一致性的一体化有源天线子阵

说明书

本发明提供了一种K波段高幅度一致性的一体化有源天线子阵，馈电探针采用耦合馈电，对波导主模TE10进行磁场激励，由波导后壁与喇叭单脊闭合产生耦合环路，耦合环路的中心位于探针耦合馈电处，使其产生的磁场与波导主模TE₁₀的磁场方向相同。本发明通过探针耦合式连接，将天线子阵与T/R有源通道进行高度集成化设计，在减小连接器插损的同时，大幅度提高了有源子阵的幅度一致性。

技术领域

本发明涉及一种有源天线子阵。

背景技术

近些年以来，固态有源天线阵列在各个领域得到广泛应用，基于固态有源天线阵列的相控阵天线发展迅速，大量替代了传统的无源天线，成为雷达天线的主力形式。固态有源天线阵列主要由有源天线单元所组成，一般的雷达天线辐射单元数量少则几百，多的达到几千甚至上万，每一个辐射单元连接一个有源收发通道，可以对每个单元通道的幅度和相位进行单独的控制，从而使阵列天线波束在空间内按一定的规则扫描。为了实现高集成化的有源天线阵列，高性能的有源天线子阵设计至关重要。

有源天线阵列采用的辐射单元有多种形式，常见的有贴片天线、对称阵子天线、缝隙天线、喇叭天线、螺旋天线等。目前的有源天线阵列多采用贴片天线与对称阵子天线的形式，贴片天线设计简单，易于加工批生产，但相对带宽较窄；对称阵子天线加工简单、成本低廉，但在高频波段受装配工艺的影响，性能一致性较差。以上天线形式在设计上通常都无法与有源收发通道进行电气和结构上的集成，难以做到较高的幅度一致性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种工作在K波段的高集成度、具有高幅度一致性的一体化有源天线子阵。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种K波段高幅度一致性的一体化有源天线子阵，包括磁耦合激励波导与喇叭；馈电探针采用耦合馈电，对波导主模TE10进行磁场激励，由波导后壁与喇叭单脊闭合产生耦合环路，耦合环路的中心位于探针耦合馈电处，使其产生的磁场与波导主模TE₁₀的磁场方向相同。

所述的磁耦合激励波导包括后端T/R组件、天线壳体、阻抗变换段、绝缘子探针和介质套筒；所述的天线壳体为金属材质，一端连接后端T/R组件，另一端连接喇叭壁；天线壳体内安装阻抗变换段，所述的绝缘子探针连接阻抗变换段和后端T/R组件，与天线壳体进行耦合馈电；所述的介质套筒安装在绝缘子探针外，起到隔离直流的作用。

本发明的有益效果是：通过探针耦合式连接，将天线子阵与T/R有源通道进行高度集成化设计，在减小连接器插损的同时，大幅度提高了有源子阵的幅度一致性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明提供一种易与T/R组件集成的天线子阵形式，为了使天线在系统中与T/R组件在结构上一体化设计，天线采用一个磁耦合激励波导与喇叭连接的形式，馈电探针采用耦合馈电，对主模TE₁₀的激励采用磁场激励来实现。磁激励就是在波导中产生耦合环路，使其产生的磁场与矩形波导主模TE₁₀的磁场方向相同。

耦合环由波导后壁与喇叭单脊闭合而成，环的中心位于探针耦合馈电处。当电磁波传播时，闭合环路相当于一个小型环天线，小环导体上有高频交变电流I₀流过，交变电流I₀产生交变磁场，并由此产生交变电场，从而在矩形波导当中激励起电磁波。

本发明的实施例主要由后端T/R组件、天线壳体、阻抗变换段、绝缘子探针、介质套筒及喇叭壁六部分构成。