[发明专利]一种可折叠式大间距超宽带低剖面紧耦合阵列天线

说明书

本发明提出一种可折叠式大间距超宽带低剖面紧耦合阵列天线，包括反射板和多个偶极子天线单元；反射板上表面设置偶极子天线单元，偶极子天线单元包括接地叉以及正交的垂直极化偶极子和水平极化偶极子，垂直极化偶极子和水平极化偶极子成“L”型位置关系；各偶极子天线单元之间相互独立、无交错结构，使反射板能够沿偶极子天线单元的边缘进行折叠。本发明提供一种工作于大单元间距以减少相控阵天线的有源通道数量、降低成本；具有双极化超宽带宽角扫描电性能；偶极子天线单元剖面高度极低，阵面具备折叠功能的紧耦合偶极子阵列天线。

技术领域

本发明涉及微波天线技术领域，具体涉及一种可折叠式大间距超宽带低剖面紧耦合阵列天线。

背景技术

随着电子信息技术的迅速发展和通信容量的爆炸式增长，现代电子系统日益集成化和多功能化，使用单个或极少数的阵列完成宽带或较为离散的信号的发射和接收成为相控阵天线的未来发展趋势。除了超宽带的电性能需求，许多载体平台由于空间有限或出于隐身性的目的，往往还希望相控阵天线具备紧凑的体积和较低的剖面高度。此外，为了减少相控阵天线的有源通道数量、降低成本，在满足不出现扫描栅瓣的前提条件下，最大程度地增大阵列单元间距也是相控阵设计中的重要指标。这些应用需求为相控阵天线的设计带来了许多限制和极大挑战。

与传统的超宽带相控阵天线，如槽线天线相比，紧耦合相控阵在同样可实现超宽带性能的同时，更符合低剖面的应用要求。只是，为了实现超宽带宽角扫描的电性能，紧耦合相控阵天线单元间距通常较小，一般小于高频半波长。此外，为了实现单元间的强电容耦合，紧耦合相控阵单元之间多采用交错结构，如交趾、交叠等形式，这类交错结构难以应用于一些空间有限、期望阵面具备可折叠功能的装载平台。虽然紧耦合相控阵天线的剖面高度相对较低，但是往往仍需要在口径上方加载有一定高度的匹配层，这种做法大大增加了紧耦合相控阵天线的整体剖面高度。

发明内容

本发明采用紧耦合偶极子为基本单元形式，提供了一种工作于大单元间距、具有双极化超宽带宽角扫描性能、剖面高度极低、并且具备阵面折叠功能的紧耦合偶极子阵列天线。

本发明旨在提供一种可折叠式大间距超宽带低剖面紧耦合阵列天线，其特征在于，所述可折叠式大间距超宽带低剖面紧耦合阵列天线包括反射板和多个偶极子天线单元；

所述反射板上表面设置所述偶极子天线单元，所述偶极子天线单元包括接地叉以及正交的垂直极化偶极子和水平极化偶极子，所述垂直极化偶极子和水平极化偶极子成“L”型位置关系；

各所述偶极子天线单元之间相互独立、无交错结构，使所述反射板能够在所述偶极子天线单元的边缘设有折叠结构并进行折叠；

所述垂直极化偶极子和水平极化偶极子均包括馈电巴伦和辐射体；

所述馈电巴伦设置在所述辐射体底部，所述馈电巴伦底部与反射板连接，顶部设有开口；

所述馈电巴伦内部嵌入类“Γ”形的同轴探针，所述同轴探针较长一端与设置在反射板下表面的同轴连接器连接；

所述辐射体具有左右两臂，两臂之间不直接连接，分别通过底部与馈电巴伦连接。

更进一步地，所述馈电巴伦内部设有与所述同轴探针相匹配的空气腔体，所述空气腔体两侧的宽度不同。

更进一步地，所述空气腔体设有多处膨大位置，所述膨大位置设有聚四氟乙烯介质块，所述聚四氟乙烯介质块固定所述同轴探针。

更进一步地，所述水平极化偶极子的辐射体左右两臂外侧末端加厚，用于加强水平极化单元间的电容耦合，优化其相对不足的低频电性能、拓展带宽。

更进一步地，所述水平极化偶极子的辐射体左右两臂为非对称结构，所述水平极化偶极子的辐射体左臂末端仅保留上半部分。