实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元制造技术

本发明专利技术涉及微波天线技术领域，具体提供一种实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元，结构单元包括金属地板；围框，设置于金属地板上，并开设有第一凹槽，第一凹槽用于实现微带天线的阻抗匹配；金属块，设置于围框上，用于破坏金属地板的连续性金属地板电抗表面。本发明专利技术通过围框和金属块的设计，在微带天线的表面波谐振频率不移出工作频段外的前提下，消除了微带天线的表面波，从而拓宽了扫描角的带宽，同时，本结构单元还具有体积小、重量轻、易加工、易共形等优点。

【技术实现步骤摘要】
实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元
本专利技术属于微波天线
，具体涉及一种实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元。
技术介绍
随着机载有源相控阵雷达的发展，对天线在剖面、体积、重量、宽带、宽角等方面的要求越来越严苛。天线的剖面、体积和重量直接影响雷达的装机要求，影响着雷达的作用距离和机动性能；宽带、宽角扫描则是保证雷达实现快速扫描、大空域覆盖的必备条件。传统的有源相控阵天线多采用端射天线，采用这种方式的雷达安装结构复杂，从而增加了雷达的剖面、体积和重量；低剖面的微带贴片天线的带宽窄，无法满足现代有源相控阵雷达天线的要求。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述问题。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中提出的至少一个技术问题，本专利技术提供了一种实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元，所述结构单元包括：金属地板；以及围框，设置于所述金属地板上，并开设有第一凹槽，所述第一凹槽用于实现微带天线的阻抗匹配；金属块，设置于所述围框上，用于破坏所述金属地板的连续性金属地板电抗表面。在上述结构单元的优选技术方案中，所述围框为矩形结构，所述金属块设置在所述围框的任意一角处。在上述结构单元的优选技术方案中，所述金属块的高度高于所述微带天线的上表面。在上述结构单元的优选技术方案中，所述金属块与所述围框的中心线之间的距离大于等于0.1倍所述围框沿所述微带天线的电流方向的长度并且小于等于0.4倍所述围框沿所述微带天线的电流方向的长度。在上述结构单元的优选技术方案中，所述第一凹槽的边缘与所述围框的中心线之间的距离大于等于0.1倍的所述围框沿所述微带天线的电流方向的长度并且小于等于0.3倍所述围框沿所述微带天线的电流方向的长度。在上述结构单元的优选技术方案中，所述围框上还开设有第二凹槽。在上述结构单元的优选技术方案中，所述第一凹槽与所述第二凹槽之间形成内腔。本领域技术人员能够理解的是，在上述结构单元的优选技术方案中，通过围框和金属块的设计，在微带天线的表面波谐振频率不移出工作频段外的前提下，消除了微带天线的表面波，从而拓宽了扫描角的带宽，同时，本结构单元还具有体积小、重量轻、易加工、易共形等优点。附图说明图1是本专利技术实施例提供的实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元的俯视图；图2是本专利技术实施例提供的实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元的侧视图；图3是本专利技术实施例提供的现有技术中微带天线电场分布示意图；图4是本专利技术实施例提供的采用实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元后的微带天线电场分布示意图。附图标记：10、金属地板；20、围框；21、第一凹槽；22、第二凹槽；23、内腔；30、金属块。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本专利技术的实施例提供一种实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元，用于在微带天线的表面波谐振频率不移出工作频段外的前提下消除了微带天线的表面波，通过这种方式，能够保证原有微带天线的带宽不变的前提下，将微带天线的扫描角扩大。参见图1和图2，图1是本专利技术实施例提供的实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元的俯视图；图2是本专利技术实施例提供的实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元的侧视图。如图1和图2所示，实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元包括：金属地板10、围框20以及金属块30，具体地，围框20设置于金属地板10上，在围框20上开设有与微带天线电流方向垂直的第一凹槽21，金属块30设置于围框20上。其中，金属地板10与微带天线相配合，用于产生辐射场，围框20用于实现微带天线的阻抗匹配，金属块30用于破坏连续性金属地板10的电抗表面，即消除微带天线的表面波。需要说明的是，在微带天线工作时，其电场具有法向的分量和切向的分量，即微带天线存在表面波，从而导致微带天线无法进行大角度扫描，通过在围框20上设置金属块30，通过金属块30能够破坏连续性金属地板10电抗表面的连续性，从而使表面波基模TM0不具备产生条件，即消除了TM0模对微带天线扫描角的限制，进而拓宽了微带天线扫描角的带宽。可选的，围框20为金属围框，其形状为矩形，下面通过一个具体的实施例来对本专利技术的技术方案进行详细的说明。继续参见图1，金属块30设置在围框20的上表面任意一角处，金属块30的设置位置不做具体的限制，只要保证金属块30设置在围框20的上表面即可实现由金属块30消除微带天线的表面波的功能。在另一示例中，以金属块30设置在围框的左上角处为例，如图1中所示的位置处，结合微带天线电场分布示意图来进行说明。微带天线在进行扫描时，表面波的存在会产生强烈的互耦效应，产生扫描盲点，消除表面波能够阻断表面波的传输途径，缩小阵元间的互耦，使扫描角度增大。图3是本专利技术实施例提供的现有技术中微带天线电场分布示意图。如图3所示，围框20上没有设置金属块30时，其电场具有法相的分量和切向的分量，即存在表面波，此时，微带天线无法进行大角度扫描；围框20上设置有金属块30时，其电场分布示意图如图4所示，通过图4能够得知，微带天线电场的切向分量基本消除，法向分量得到了一定程度的减弱，阻断了表面波的传输途径，缩小了阵元间的互耦，从而能够实现大角度扫描。可选的，金属块30的高度高于微带天线的上表面。也就是说，微带天线的上表面辐射出电磁场，金属块30的高度高于微带天线的上表面，才能够影响微带天线上表面辐射出来的电磁场，从而消除微带天线的表面波。需要说明的是，金属块30的截面可以是圆形，也可以是矩形，还可以是椭圆形，甚至是其它的任意形状，在这里对金属块30的截面形状不作任何限制，只要满足金属块30为单根柱体结构即可。可选的，金属块30与围框20的中心线之间的距离大于等于0.1倍围框20沿微带天线的电流方向的长度并且小于等于0.4倍围框20沿微带天线的电流方向的长度，围框20的中心线为图1中沿数值方向的中心线；第一凹槽21的边缘与围框20的中心线之间的距离大于等于0.1倍的围框20沿微带天线的电流方向的长度并且小于等于0.3倍的围框20沿微带天线的电流方向的长度。其中，微带天线的电流方向的长度会随着微带天线工作频段的变化而变化，微带天线的工作频段越高，微带天线的电流方向的长度越小；微带天线的工作频段越低，微带天本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元，其特征在于，所述结构单元包括金属地板；以及围框，设置于所述金属地板上，并开设有第一凹槽，所述第一凹槽用于实现微带天线的阻抗匹配；金属块，设置于所述围框上，用于破坏所述金属地板的连续性金属地板电抗表面。

【技术特征摘要】
1.一种实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元，其特征在于，所述结构单元包括金属地板；以及围框，设置于所述金属地板上，并开设有第一凹槽，所述第一凹槽用于实现微带天线的阻抗匹配；金属块，设置于所述围框上，用于破坏所述金属地板的连续性金属地板电抗表面。2.根据权利要求1所述的一种实现微带天线宽带宽角扫描的结构单元，其特征在于，所述围框为矩形结构，所述金属块设置在所述围框的任意一角处。3.根据权利要求2所述的一种实现微带天线宽带宽角的结构单元，其特征在于，所述金属块的高度高于所述微带天线的上表面。4.根据权利要求3所述的一种实现微带天线宽带宽角的结构单元，其特征在于，所述金属块与所述围框的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆成，孙丹，周丹晨，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32