[发明专利]一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法

说明书

本发明涉及一种通过在缝隙耦合微带天线的地面层加载四个L型锯齿缝隙的方法抑制天线表面波能量的产生，减少天线性能随地面尺寸大小变化的影响，实现了天线单元性能的稳定性。采用本发明提出的方法实现的天线作为有源相控阵的阵中单元，极大地优化提升了阵中单元的隔离度特性，有效地保证了整阵天线的性能。本发明提出的方法对其他频段或其他形式的缝隙耦合微带天线具有积极的引导借鉴意义。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种减少缝隙耦合微带天线地面尺寸大小对天线性能影响的方法。该方法实现的天线结构紧凑、低剖面、易集成、成本低，是构建通用化相控阵天线系统的理想单元形式。

背景技术

天线单元作为有源相控阵的重要组成部分，其特性对阵列性能起到了至关重要的作用，单元的匹配及耦合特性决定了阵列的空域扫描能力，传统的缝隙耦合微带天线的性能由于表面波能量的产生使天线性能极易受到地面尺寸大小的扰动，根本无法作为有源相控阵的天线单元。为了尽可能的保证阵中单元性能及天线参数的独立性，使天线性能不随天线参数如地面尺寸大小的变化而变化，有学者提出在辐射贴片层及馈电网络层周围设置金属化隔离过孔，在介质板内部形成封闭的腔体结构，从而达到抑制表面波能量的目的，优化提升阵中单元的隔离度特性，降低单元间的互耦对天线性能的扰动，但是这种设置金属化隔离过孔的方式破坏了带耦合缝隙接地面层的连续性，而且在天线介质基板层数多的情况下需要加工成金属化盲孔，这种方式加工工艺复杂而且成本较高。

发明内容

要解决的技术问题

由于出现表面波能量，微带天线的性能极易受到地面尺寸大小的影响，特别在采用缝隙耦合微带天线单元组成阵列天线时，单元间的互耦会对天线性能造成严重扰动，因此必须采取措施抑制缝隙耦合微带天线的表面波能量。

针对缝隙耦合微带天线单元的性能极易受到地面尺寸大小变化的影响，本发明提供一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法，在带耦合缝隙的地面层上加载四个L型锯齿缝隙以抑制天线单元的表面波能量，降低天线阵列中单元互耦对天线性能的扰动，达到保持阵中单元性能独立性的目的。

技术方案

一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法，其特征在于在缝隙耦合微带天线的地面上引入L型锯齿缝隙以减少地面尺寸大小对天线性能的影响。

本发明进一步的技术方案：所述的L型锯齿缝隙为4个。

一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的天线结构，其特征在于：由三层介质板层压构成，由上至下分别是顶层介质板、中间层介质板和下层介质板，三层介质板之间通过第一半固化片和第二固化片连接成为整体；辐射贴片位于顶层介质板的上表面，带状线形式的馈线位于下层介质板的上表面，耦合辐射缝隙位于中间层介质板的上表面，带状线形式的馈线上传输的能量通过耦合辐射缝隙耦合到辐射贴片上，四个L型锯齿缝隙位于带辐射耦合缝隙的地面层，对称分布在辐射耦合缝隙的四个对角。

本发明进一步的技术方案：所述的辐射耦合缝隙为H型。

本发明进一步的技术方案：所述的辐射贴片为矩形。

本发明进一步的技术方案：所述的L型锯齿缝隙的长度L1和L2与辐射贴片的长度PL相等，L型锯齿缝隙的锯齿的长度L3为L1的0.15倍，L型锯齿缝隙的锯齿的宽度W1与耦合辐射缝隙的宽度SW相等。

本发明进一步的技术方案：所述的中间层介质板和下层介质板厚度相等。

本发明进一步的技术方案：所述的第一半固化片和第二固化片厚度相等。

一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的天线结构的性能调节方法，其特征在于：联和调整耦合缝隙的尺寸、辐射贴片的尺寸、馈线的长度以及L型锯齿缝隙的尺寸及位置以使天线单元的性能实现最优。

有益效果