[发明专利]一种L波段微带贴片天线单元

说明书

本发明涉及雷达天线技术领域，特别涉及一种L波段微带贴片天线单元，适用于宽带相控阵雷达的天线系统。本发明的装置引入可调谐的金属背腔，金属背腔中插入的多个调谐金属柱能起到增加传输函数的极点的作用，从而展宽天线的相对带宽。

技术领域

本发明涉及雷达天线技术领域，特别涉及一种L波段微带贴片天线单元，适用于宽带相控阵雷达的天线系统。

背景技术

微带贴片天线由于具有重量轻、体积小、剖面低、加工一致性好、易共形和低成本等优点而得到了广泛的研究和应用，但微带贴片天线频带窄一直被人们所诟病，普通的微带贴片天线的相对带宽仅为3％左右。因此开展扩宽微带贴片天线工作频带的工作具有重要意义。常用的展宽微带贴片天线带宽的手段较多，如增加微带基板厚度、降低微带基板介电常数等。通过增加微带基板厚度来展宽带宽会增大表面波的激励，带来隔离度降低，辐射效率下降等负面效应；通过降低介电常数来展宽带宽虽有效果，但潜力有限。

目前，微带贴片天线在窄带雷达上有一定的应用，但在宽带相控阵体制的雷达上应用较少，近几年随着极化技术在雷达领域的快速发展，相控阵对微带贴片天线单元的需求越来越多，要求也越来越高。对天线单元要求能够有较宽的带宽、较高的结构强度、较低的剖面、较小的尺寸、较低的成本、较轻的重量、便于共形和阵面集成等特点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种L波段微带贴片天线单元。本发明的装置引入可调谐的金属背腔，金属背腔中插入的多个调谐金属柱能起到增加传输函数的极点的作用，从而展宽天线的相对带宽。

本发明的技术方案是：一种L波段微带贴片天线单元，包括辐射贴片、H型耦合缝隙贴片、馈电贴片、金属背腔、调谐金属柱、SMA型连接器、紧固螺母，辐射贴片、H型耦合缝隙贴片、馈电贴片由上至下依次叠放排列，辐射贴片、H型耦合缝隙贴片、馈电贴片之间连接在一起，其特征在于：连接在一起辐射贴片、H型耦合缝隙贴片、馈电贴片固定在金属背腔的腔壁上，其中馈电贴片位于金属背腔一侧，SMA型连接器的外导体穿过金属背腔与馈电贴片的底部接触，SMA型连接器的内导体穿过金属背腔和馈电贴片并与馈电贴片上表面的金属线连接，金属背腔内设置若干调谐金属柱，调谐金属柱上设置拧紧紧固螺母，调谐金属柱和金属背腔底部的开孔均带有螺纹，调节调谐金属柱插入金属背腔的深度对天线性能进行调试。

根据如上所述的一种L波段微带贴片天线单元，其特征在于：金属背腔和调谐金属柱为铜材料制作，金属背腔的内表面和调谐金属柱的表面镀银。

根据如上所述的一种L波段微带贴片天线单元，其特征在于：所述的金属背腔为铝合金材质，壁厚2mm～5mm，长120mm～130mm，宽100mm～120mm。

根据如上所述的一种L波段微带贴片天线单元，其特征在于：调谐金属柱直径4～7mm,长度12～20mm。

根据如上所述的一种L波段微带贴片天线单元，其特征在于：辐射贴片、H型耦合缝隙贴片、馈电贴片之间采用半波化片热压缩工艺压合连接。

根据如上所述的一种L波段微带贴片天线单元，其特征在于：所述的辐射贴片为矩形PTFE陶瓷敷铜板，厚度3mm～5mm，长120mm～130mm，宽100mm～120mm，介电常数为2～3.6。

根据如上所述的一种L波段微带贴片天线单元，其特征在于：所述的H型耦合缝隙贴片为矩形PTFE陶瓷敷铜板，厚度1mm～3mm，长120mm～130mm，宽100mm～120mm，介电常数为2～3.6。

根据如上所述的一种L波段微带贴片天线单元，其特征在于：所述的馈电贴片为矩形PTFE陶瓷敷铜板，厚度1mm～3mm，长120mm～130mm，宽100mm～120mm，介电常数为2～3.6。