[发明专利]一种波束赋形相控阵天线系统及其设计方法

权利要求书

1.一种波束赋形相控阵天线系统，其特征在于：包括辐射单元阵列、波束赋形馈电网络阵列、校准网络(3)、校准T/R(4)、负载(5)和收发模块(6)；

所述辐射单元阵列与波束赋形馈电网络阵列设置在同一层；

所述校准网络(3)、负载(5)、校准T/R(4)和收发模块(6)设置在同一层，且与辐射单元阵列和波束赋形馈电网络阵列位于不同层；

所述辐射单元阵列为二维矩形阵列，包括n×m个辐射单元(1)，其中n和m均为大于1的整数；

所述波束赋形馈电网络阵列采用微带线形式，由m条波束赋形馈电网络(2)并联构成；每条波束赋形馈电网络(2)的一端作为输入端；每条波束赋形馈电网络(2)在远离其输入端的微带线上设有n2个T型结功分器，n2个T型结功分器沿微带线长度方向排布，通过微带线相互串联；T型结功分器的其中一个输出端作为波束赋形馈电网络(2)的输出端；其中n2为小于n的整数；

每条波束赋形馈电网络(2)共包括n个输出端，n个输出端分别与n个辐射单元(1)一一相连，组成1列俯仰线阵，共形成m列俯仰线阵，m列俯仰线阵依次线性排列，形成一维赋形、一维扫描的相控阵天线；在俯仰方向通过调整波束赋形馈电网络(2)各T型结功分器的设计参数、各输出端之间的间距以及微带线的长度实现所要求的天线赋形方向图,在方位方向通过相位扫描实现满足设定范围的波束覆盖；

所述校准网络(3)位于每条波束赋形馈电网络(2)输入端的下方，与每条波束赋形馈电网络(2)输入端相连；

所述校准T/R(4)连接在校准网络(3)一端，所述负载(5)连接在校准网络(3)的另一端；

所述收发模块(6)与各条波束赋形馈电网络(2)的输入端连接；方位维相邻两个辐射单元的初始间距d_az满足波束扫描时不出现栅瓣的要求，如下式所示：

其中，λ是最高工作频率所对应的波长，θ为最大扫描角；所述校准网络(3)位于每条波束赋形馈电网络(2)输入端下方的下层介质板中；所述辐射单元(1)采用微带贴片天线；

每条波束赋形馈电网络(2)的前n1个输出端分别与n1个辐射单元(1)一一通过缝隙耦合方式相连，其余n2个输出端分别与相应辐射单元(1)一一通过微带线直接相连；定义靠近波束赋形馈电网络(2)输入端的n1个输出端为前n1个输出端，n1+n2＝n；

各个波束赋形馈电网络(2)的输入端通过金属化过孔或利用缝隙耦合方式与校准网络(3)相连。