[发明专利]一种低剖面低副瓣大角度频扫阵列天线

说明书

本发明公开了一种低剖面低副瓣大角度频扫阵列天线，包括蛇形带状线形式的多分支定向耦合器构成的慢波线馈电网络、功分网络和天线辐射单元，慢波线馈电网络、功分网络和天线辐射单元在多层微带板上一体化集成，天线辐射单元位于最上层，功分网络位于中间层，慢波线馈电网络位于上层，功分网络的输入端与慢波线馈电网络的输出端的个数相同且一一对应的通过金属化盲孔相连，功分网络的输出端的个数与天线辐射单元中贴片单元的个数相同且一一对应的通过金属化盲孔相连；本发明的优点在于：实现低剖面低副瓣大角度频扫阵列天线。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，更具体涉及一种低剖面低副瓣大角度频扫阵列天线。

背景技术

电扫描天线的应用十分广泛，涉及雷达领域、通信领域、监控设备等军用和民用场景。电扫描天线具有波束指向、波束形状快速变化能力，易于形成多个波束，可以在空间实现信号功率合成。频率扫描是电扫描的一种常用形式，与相控阵相比，它可以避免大量T/R组件的使用，大大降低了系统复杂度、减轻系统重量、降低加工和设计成本。目前，利用慢波线馈电实现频率扫描是主流方式，慢波线有两种形式构成：(1)波导形式；(2)微带形式。波导形式的慢波线更容易实现阵列的幅度加权，但是体积庞大、重量重、不利于系统集成，大大限制了它的使用范围。而微带形式的慢波线不仅重量轻、加工方便，而且可以和天线单元、功分网络等实现一体化加工设计。但是，目前研究情况来看，微带形式的频扫天线很难实现低副瓣设计，这大大影响了雷达总体性能，成为天线领域一直研究的重要课题。

文献“Frequency scanning mirostrip antenna”(发表期刊：IEEETrans.Antennas and Propagat；发表日期：1979年；作者：Danielesen M，Jorgensen R)首次提出了慢波线和天线单元都是微带结构的频扫天线阵列，该天线在±300M范围内实现了±30°的扫描，但是副瓣仅仅只有-12dB，而且天线效率不到20％。

文献“带状线馈电网络的频扫天线设计”(发表期刊：电子设计工程；发表时间：2016年；发表作者：刘华涛，王建等)提出了一种可以在±30°范围内扫描的频扫天线，该天线慢波线和天线单元全部采用微带形式，副瓣可以实现-20dB，但是天线单元和慢波线采用焊接的方式进行连接，且天线剖面很大，在工程加工和使用上大大受到限制。

目前，绝大多数报道都是采用波导慢波线设计来实现低副瓣，但是体积庞大、重量重、不利于系统集成，而微带形式设计频扫天线很难实现低副瓣。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术波导慢波线设计频扫天线来实现低副瓣，但是体积庞大、重量重、不利于系统集成，而微带形式设计频扫天线很难实现低副瓣。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种低剖面低副瓣大角度频扫阵列天线，包括蛇形带状线形式的多分支定向耦合器构成的慢波线馈电网络(11)、功分网络(7)和天线辐射单元，慢波线馈电网络(11)、功分网络(7)和天线辐射单元在多层微带板上一体化集成，天线辐射单元位于最上层，功分网络(7)位于中间层，慢波线馈电网络(11)位于上层，功分网络(7)的输入端与慢波线馈电网络(11)的输出端的个数相同且一一对应的通过金属化盲孔相连，所述功分网络(7)的输出端的个数与天线辐射单元中贴片单元的个数相同且一一对应的通过金属化盲孔相连。

本发明将慢波线馈电网络、功分网络和天线辐射单元在多层微带板上一体化集成，一次加工完成，体积小、重量轻、有利于系统集成，满足低剖面的设计要求，同时采用蛇形带状线形式的多分支定向耦合器构成慢波线馈电网络，为单层带状线结构，通过改变慢波线长度，在有限带宽和空间条件下实现大角度频率扫描，且多分支定向耦合器满足低副瓣幅度分布所需要的大功分比需求，从而满足低副瓣和大角度频描的设计要求。