一種低副瓣水平極化平板陣列天線的制作方法
【專利摘要】本發明提出一種低副瓣水平極化平板陣列天線，包括若干輻射單元、饋線、饋電端口；輻射單元采用方口徑波導輻射器；天線合成網絡采用異形扁波導功分分層形式：第一層合成網絡在方位方向上將輻射單元兩兩合成；第二層合成網絡在俯仰方向上將第一層合成網絡的輸出口兩兩合成；第三層合成網絡在方位方向上按照設定的幅度比例將第二層合成網絡的輸出口兩兩合成；設定的幅度比例為在方位方向進行幅度比例錐削，從中間位置向兩側位置降幅逐漸增大；第四層合成網絡將第三層合成網絡的輸出口合成一個饋電端口且采用同軸探針底饋。本發明滿足副瓣電平比主瓣電平低至少17dB指標要求，滿足車載、機載或便攜要求，同時具有成本低、免調試、便于批量生產等特點。
【專利說明】
一種低副瓣水平極化平板陣列天線
技術領域
[0001]本發明涉及天線設計技術領域，具體為一種低副瓣水平極化平板陣列天線，是一種適合于工作在復雜地面電磁環境下的平板陣列天線。
【背景技術】
[0002]隨著電子信息技術的發展，機場周圍的電磁環境越來越復雜，電磁干擾威脅越來越嚴重，以至于會出現無線電電子設備不能正常工作、通信失靈等問題。隨著技術的發展，低副瓣陣列天線已經成為在有嚴重地物和電磁干擾環境中有效工作的高性能電子系統的一個重要組成部分。
[0003]目前，隨著小型無人機的應用越來越廣泛，傳統的空管雷達對小型無人機、飛鳥等小型飛行目標的監視能力不足，對正常飛機起降的威脅越來越大。為了應對小型無人機黑飛，飛鳥等對飛機起降的威脅，需要設計一種高增益、低副瓣、低噪聲、免調試、指向精準的天線，同時為了使用方便快捷，成本低，需要能夠滿足車載、機載或便攜要求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提出一種高增益、低副瓣、低噪聲、免調試、指向精準的低副瓣水平極化平板陣列天線，指標要求副瓣電平比主瓣電平低至少17dB，該天線可以應用于機場管制、低空空域監視等復雜電磁環境。而且要求天線結構簡單、體積小巧，滿足車載、機載或便攜要求，同時要求具有成本低、免調試、便于批量生產等特點。
[0005]本發明的技術方案為:
[0006]所述一種低副瓣水平極化平板陣列天線，其特征在于:包括若干輻射單元、饋線、饋電端口 ；
[0007]所述輻射單元采用方口徑波導輻射器；
[0008]所述低副瓣水平極化平板陣列天線的天線合成網絡采用異形扁波導功分分層形式:輻射單元之后的第一層合成網絡在方位方向上將輻射單元兩兩合成;第二層合成網絡在俯仰方向上將第一層合成網絡的輸出口兩兩合成;第三層合成網絡在方位方向上按照設定的幅度比例將第二層合成網絡的輸出口兩兩合成;所述設定的幅度比例為在方位方向進行幅度比例錐削，從中間位置向兩側位置降幅逐漸增大;第四層合成網絡將第三層合成網絡的輸出口合成一個饋電端口且采用同軸探針底饋。
[0009]進一步的優選方案，所述一種低副瓣水平極化平板陣列天線，其特征在于:所述低副瓣水平極化平板陣列天線采用16 X 2輻射單元排列形式，方位方向16單元，俯仰方向2單
J L ο
[0010]進一步的優選方案，所述一種低副瓣水平極化平板陣列天線，其特征在于:第一層合成網絡在方位方向上用E-T接頭將相鄰輻射單元兩兩合成，得到16個合成端口；第二層合成網絡在俯仰方向上用H-T接頭將第一層合成網絡的16個合成端口兩兩合成，得到8個合成端口；第三層合成網絡在方位方向上用H-T接頭按照設定的幅度比例將第二層合成網絡的8個合成端口相鄰兩兩合成，得到4個合成端口；第四層合成網絡將第三層合成網絡的4個合成端口合成一個饋電端口且采用同軸探針底饋。
[0011 ]進一步的優選方案，所述一種低副瓣水平極化平板陣列天線，其特征在于:第三層合成網絡按照設定的幅度比例將第二層合成網絡的8個合成端口相鄰兩兩合成時，對第二層合成網絡的8個合成端口的降幅依次為:-4.5(^、-3(^、-1.5(^、0(^、0(^、-1.5(^、-3(18、-4.5dB0
[0012]有益效果
[0013]本發明中的輻射單元采用方口徑波導輻射器，其具有非常高的口徑場利用效率；同時為了使饋線具有足夠的空間布局、較低的插入損耗和良好的加工工藝性，本發明的天線合成網絡采用異形扁波導功分分層形式。在合成網絡中，通過方位方向上的幅度比例錐肖IJ，使天線方位方向圖第一副瓣電平SLL滿足_17dB設計要求。
[0014]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0015]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0016]圖1:本發明的天線整體結構示意圖；
[0017]圖2:天線合成網絡示圖:
[0018]a)第一層合成網絡，即圖1所示A-A層剖視圖
[0019]b)第二層合成網絡，即圖1所示B-B層剖視圖
[0020]c)第三層合成網絡，即圖1所示C-C層剖視圖
[0021]d)第四層合成網絡，即圖1所示D-D層剖視圖
[0022]圖3:微波暗室實測10.50GHz時E面歸一化輻射方向圖；
[0023]圖4:微波暗室實測10.50GHz時H面歸一化輻射方向圖；
【具體實施方式】
[0024]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0025]本實施例的目的是提供一種高增益、低副瓣、低噪聲、免調試、指向精準的低副瓣水平極化平板陣列天線，滿足副瓣電平比主瓣電平低至少17dB指標要求，使得該天線可以應用于機場管制、低空空域監視等復雜電磁環境。而且天線結構簡單、體積小巧，滿足車載、機載或便攜要求，同時具有成本低、免調試、便于批量生產等特點。
[0026]如圖1所示，本實施例中的低副瓣水平極化平板陣列天線，包括輻射單元、饋線、饋電端口。根據波束寬度指標要求，本實施例中輻射單元采用16 X 2單元排列形式，方位方向16單元，俯仰方向2單元。輻射單元采用具有非常高的口徑場利用效率的方口徑波導輻射器。
[0027]同時為了使饋線具有足夠的空間布局、較低的插入損耗和良好的加工工藝性，天線合成網絡采用異形扁波導功分分層形式:
[0028]第一層合成網絡在方位方向上用E-T接頭將相鄰輻射單元兩兩合成，得到16個合成端口，出口向后;第二層合成網絡在俯仰方向上用H-T接頭將第一層合成網絡的16個合成端口兩兩合成，得到8個合成端口，出口向后;第三層合成網絡在方位方向上用H-T接頭按照設定的幅度比例將第二層合成網絡的8個合成端口相鄰兩兩合成，得到4個合成端口，從而在方位方向實現一定的幅度比例錐削，使天線方位方向圖第一副瓣電平SLL滿足-17dB設計使用要求，本實施例中對第二層合成網絡的8個合成端口的降幅依次為:-4.5dB、-3dB、-1.5dB、0dB、0dB、-1.5dB、-3dB、-4.5dB;第四層合成網絡將第三層合成網絡的4個合成端口合成一個饋電端口且采用同軸探針底饋。
[0029]本實施例得到的低副瓣水平極化平板陣列天線的外形尺寸為398X100X68，尺寸單位均為mm，完全滿足車載、機載或便攜要求。微波暗室實測10.50GHz時E面、H面輻射方向圖分別如附圖3、圖4所示，其中E面輻射方向圖中:-3dB波束寬度:4.20°，-6dB波束寬度:5.77。，-1OdB波束寬度:7.14° ,左側第一副瓣:-18.92dB，右側第一副瓣:-19.40dB;H面輻射方向圖中，_3dB波束寬度:29.57°，-6dB波束寬度:40.66°，-1OdB波束寬度:49.87°，左側第一副瓣:-12.41dB，右側第一副瓣:-11.74dB ；滿足設計要求。
[0030]盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種低副瓣水平極化平板陣列天線，其特征在于:包括若干輻射單元、饋線、饋電端P； 所述輻射單元采用方口徑波導輻射器； 所述低副瓣水平極化平板陣列天線的天線合成網絡采用異形扁波導功分分層形式:輻射單元之后的第一層合成網絡在方位方向上將輻射單元兩兩合成;第二層合成網絡在俯仰方向上將第一層合成網絡的輸出口兩兩合成;第三層合成網絡在方位方向上按照設定的幅度比例將第二層合成網絡的輸出口兩兩合成;所述設定的幅度比例為在方位方向進行幅度比例錐削，從中間位置向兩側位置降幅逐漸增大;第四層合成網絡將第三層合成網絡的輸出口合成一個饋電端口且采用同軸探針底饋。2.根據權利要求1所述一種低副瓣水平極化平板陣列天線，其特征在于:所述低副瓣水平極化平板陣列天線采用16 X 2輻射單元排列形式，方位方向16單元，俯仰方向2單元。3.根據權利要求2所述一種低副瓣水平極化平板陣列天線，其特征在于:第一層合成網絡在方位方向上用E-T接頭將相鄰輻射單元兩兩合成，得到16個合成端口；第二層合成網絡在俯仰方向上用H-T接頭將第一層合成網絡的16個合成端口兩兩合成，得到8個合成端口；第三層合成網絡在方位方向上用H-T接頭按照設定的幅度比例將第二層合成網絡的8個合成端口相鄰兩兩合成，得到4個合成端口；第四層合成網絡將第三層合成網絡的4個合成端口合成一個饋電端口且采用同軸探針底饋。4.根據權利要求3所述一種低副瓣水平極化平板陣列天線，其特征在于:第三層合成網絡按照設定的幅度比例將第二層合成網絡的8個合成端口相鄰兩兩合成時，對第二層合成網絡的8個合成端 口 的降幅依次為:-4.5dB、-3dB、-1.5dB、OdB、OdB、-1.5dB、-3dB、-4.5dB。
【文檔編號】H01Q21/00GK106025574SQ201610487674
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】王崇惜, 鄧淑英
【申請人】中國電子科技集團公司第三十九研究所