[发明专利]一种X波段船用雷达微带天线阵

说明书

本发明公开了一种X波段船用雷达微带天线阵，具体结构包括：介质基板、串馈微带阵、馈电网络和金属地板；所述串馈微带阵固定连接在介质基板的上表面，所述金属地板固定连接在介质基板的下表面；所述串馈微带阵包括四个相同结构的串馈微带子阵I、串馈微带子阵II、串馈微带子阵III和串馈微带子阵，所述串馈微带子阵I包括多个辐射贴片和多段阶跃阻抗连接线，通过调节所述阶跃阻抗连接线来降低副瓣电平、优化波束宽度和抑制交叉极化。该结构通过采用阶跃阻抗连接线，降低了副瓣电平、优化了波束宽度和抑制了交叉极化。

技术领域

本发明涉及射频技术领域，尤其涉及一种X波段船用雷达微带天线阵。

背景技术

船用雷达用于航行避让和船舶定位。在能见度不良情况下，可保障船舶安全航行。天线作为雷达的重要组成部分，其指标的好坏直接影响雷达的整体性能。传统的船用雷达天线多采用波导缝隙结构，但是波导缝隙天线尺寸较大，加工成本高。为了便于安装和提高对快速运动小目标的跟踪能力，需要进一步减小天线尺寸和提高转速。

微带结构的雷达天线成本低，体积小，适合安装于中、小型船舶。目前微带结构的船用雷达天线阵，主要采用并馈、串馈或耦合馈电方式。并馈结构中存在大量的功分器和较长的传输线，馈电网络尺寸大，损耗高。中心馈电的串馈结构其馈电网络需要增加一个额外的180度相移器以补偿两侧辐射子阵的相位差。目前所采用的180度相移器大多由半波长传输线构成，占用电路面积大，工作带宽窄。此外，传统结构的并馈和串馈微带天线阵的馈电网络都会产生杂散辐射，降低了天线的交叉极化鉴别率和增益。对于耦合馈电结构，则需要多层介质板才能实现。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种X波段船用雷达微带天线阵，具体结构包括：介质基板、串馈微带阵、馈电网络和金属地板；

所述串馈微带阵固定连接在介质基板的上表面，所述金属地板固定连接在介质基板的下表面；

所述串馈微带阵包括四个相同结构的串馈微带子阵I、串馈微带子阵II、串馈微带子阵III和串馈微带子阵，所述串馈微带子阵I包括多个辐射贴片和多段阶跃阻抗连接线，通过调节所述阶跃阻抗连接线来降低副瓣电平、优化波束宽度和抑制交叉极化；

所述馈电网络包括两个具有辐射功能以及相同结构的L型缺陷方形功分器I、L型缺陷方形功分器II以及微带连接线和输入连接器；所述馈电网络辐射电磁波的主极化方向与串馈微带阵的主极化方向相同；

所述L型缺陷方形功分器I包括L型缺陷方形贴片、输入端口I、输出端口I和输出端口II；输出端口I和输出端口II的输出信号功率相等、输出端口I的输出信号比输出端口II的输出信号相位落后180度。

所述L型缺陷方形功分器II包括L型缺陷方形贴片II、输入端口II、第二输出端口I和第二输出端口II；所述第二输出端口I和第二输出端口II的输出信号功率相等、且第二输出端口I的输出信号比第二输出端口II的输出信号相位落后180度；输入端口II与输入端口I通过微带连接线(33)相连接。

所述输出端口I与串馈微带子阵I相连接；所述输出端口II与串馈微带子阵III相连接；所述第二输出端口I与串馈微带子阵II相连接；所述第二输出端口II与串馈微带子阵相连接。

所述输入连接器包括内导体、外导体以及设置在内导体和外导体)之间的填充介质；所述内导体穿过金属地板和介质基板设置、并连接于微带连接线的中央位置；所述外导体与金属地板相连接。

进一步的，所述串馈微带子阵I和串馈微带子阵II之间的中心距离为中心工作频率所对应的0.9个波长；所述串馈微带子阵III和串馈微带子阵之间的中心距离为中心工作频率所对应的0.9个波长。

进一步的，所述串馈微带子阵I中相邻方形辐射贴片之间的中心距离为中心工作频率所对应的一个波长。