[实用新型]天线单元、阵列天线及雷达系统

说明书

本实用新型涉及一种天线单元、阵列天线及雷达系统。所述天线单元包括位于同一层中的单元馈线和若干辐射单元；各所述辐射单元分布在所述单元馈线的两侧并与所述单元馈线电磁耦合连接，用于发射或接收射频信号；其中，各所述辐射单元与所述单元馈线之间的间距大于等于制造所述天线单元的工艺的关键尺寸，以及在所述单元馈线的同一侧，相邻所述辐射单元的中心之间的距离为偶数倍的半波长；所述半波长为在工作频率下所述射频信号在所述单元馈线中传输时的半个波长。本申请将单元馈线和若干辐射单元设置在同一层中，若干辐射单元设置在单元馈线的两侧，并且采用空间电磁耦合方式进行馈电，能够在简单的结构中实现较大的阻抗带宽和增益带宽。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别是涉及一种天线单元、阵列天线及雷达系统。

背景技术

在无线通信、感测等领域，天线发收电磁波信号的性能越来越受到业内的关注，尤其是采用物理连接的馈电方式会大大限制天线带宽，进而使得传统的天线结构已经无法满足当前各领域对于较大天线带宽及高辐射效率的需求。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种天线单元、阵列天线及雷达系统。

一种天线单元，所述天线单元包括位于同一层中的单元馈线和若干辐射单元；各所述辐射单元分布在所述单元馈线的两侧并与所述单元馈线电磁耦合连接，用于发射和/或接收射频信号；

其中，各所述辐射单元与所述单元馈线之间的间距大于等于制造所述天线单元的工艺的关键尺寸，以及

在所述单元馈线的同一侧，相邻所述辐射单元的中心之间的距离为偶数倍的半波长；所述半波长为在工作频率下所述射频信号在所述单元馈线中传输时的半个波长。

上述天线单元，通过在位于同一层中的单元馈线的两侧设置若干辐射单元，同时各辐射单元与单元馈线之间电磁耦合连接以发射或接收射频信号，也就是说，单元馈线和辐射单元之间无金属连接，使得辐射单元与所述单元馈线于空间内电磁耦合；另外，通过将各辐射单元与单元馈线之间的间距设置为大于等于制造所述天线单元的工艺的关键尺寸，以及在单元馈线的同一侧，相邻所述辐射单元的中心之间的距离设置为整数倍的半波长；也就是说，本申请将单元馈线和若干辐射单元设置在同一层中，若干辐射单元设置在单元馈线的两侧，并且采用空间电磁耦合方式进行馈电，能够在简单的结构中实现较大的阻抗带宽和增益带宽，且在有效拓展天线的阻抗带宽和增益带宽的同时还能确保天线的辐射方向图中，在关注的频带内使得最大辐射方向在设定的范围内，从而能有效避免其发生严重畸变，提升天线辐射效率。

在一个实施例中，所述若干辐射单元可呈预设的排列方式分布在单元馈线的两侧，以使得辐射单元的天线波束图满足设计的需求。例如，上述若干辐射单元可以交错分布或对称分布等方式排布于所述单元馈线的两侧，而各所述辐射单元则可包括相互物理连接的耦合馈线和辐射片，例如，耦合馈线与单元馈线平行延伸，而辐射片则可垂直于耦合馈线延伸方向延伸，构成诸如“T”形、“L”形等形状的结构；

其中，各所述耦合馈线与所述单元馈线平行，且与所述单元馈线之间的间距大于等于所述关键尺寸，以及

在所述单元馈线的两侧，相邻所述辐射片的中心之间沿所述单元馈线延伸方向上的距离为奇数倍的所述半波长。

在一个实施例中，在垂直于所述单元馈线的延伸方向上，所述辐射片的长度为整数倍的所述半波长。

在一个实施例中，所述辐射片的极化方向垂直于所述单元馈线的延伸方向。

在一个实施例中，所述若干辐射单元对称分布于所述单元馈线的两侧，各所述辐射单元均为辐射片，即每个辐射片可作为一个辐射单元；

其中，各所述辐射片与所述单元馈线之间的间距大于等于所述关键尺寸，以及

在所述单元馈线的两侧，相邻所述辐射片的中心之间沿所述单元馈线延伸方向的距离为偶数倍的所述半波长。