微带天线单元及微带天线制造技术

本发明专利技术属于有源相控阵雷达、天线技术领域，为了解决现有的盲点抑制技术难以在较宽的频率区间内实现对扫描盲点的抑制以及需要引入附加结构导致设计难度增加等问题，为此，本发明专利技术提供了一种微带天线单元，所述微带天线单元包括介质板以及设置在所述介质板上的馈电结构，所述馈电结构用于抑制所述微带天线阵列的扫描盲点。通过在介质板中垂直设置第二馈电结构，能够有效抑制微带天线单元的表面波，从而消除微带天线阵列在较宽的扫描区间内的扫描盲点。

【技术实现步骤摘要】
微带天线单元及微带天线
本专利技术属于有源相控阵雷达、天线
，具体涉及一种微带天线单元及微带天线。
技术介绍
在有源相控阵雷达中，天线阵列用于接收和发射射频信号，通过幅度和相位的控制，在形成指定波束的同时，也可以实现波束在空间中的扫描。微带贴片天线具有结构低剖面、重量轻、结构简单、易于设计加工等优点，但传统微带天线带宽较窄、辐射效率较低，不能满足相控阵系统对于宽工作频带的要求。同时，有源相控相控阵快速波束捷变、大角度电扫等功能的实现，要求天线单元具有宽角扫描特性。然而，由于微带天线采用接地介质板结构，容易束缚更多的表面波在单元之间传播，导致天线扫描至栅瓣出现之前的某一角度上，阻抗实部接近于零，使得天线几乎不能接收或辐射能量，形成扫描盲点。传统盲点抑制技术包括：多天线子阵技术、高阻抗表面技术、缺陷地技术、特异材料技术等。但是这些技术在实际应用上存在很多的不足与制约：一方面，目前的盲点抑制技术只能够实现窄带特性，对于宽带相控阵系统，难以在较宽的频率区间内实现对扫描盲点的抑制；另一方面，传统盲点抑制技术通常引入附加隔离结构或子单元、这些结构的引入需要占据较大的面积，不能够满足宽角扫描阵列紧凑布阵的结构安排，不仅会在大角度扫描时产生栅瓣，同时又大幅提升了天线设计的复杂度。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
中提到的问题，即为了解决现有的盲点抑制技术难以在较宽的频率区间内实现对扫描盲点的抑制以及需要引入附加结构导致设计难度增加，本专利技术提供了一种微带天线单元，所述微带天线单元包括介质板以及设置在所述介质板上的第一馈电结构、第二馈电结构以及第三馈电结构，其中，所述第一馈电结构设置于所述介质板的一侧，所述第三馈电结构设置于所述介质板的另一侧，所述第二馈电结构与所述第一馈电结构连接并穿过所述介质板与所述第三馈电结构连接，所述第二馈电结构用于抑制所述微带天线阵列的扫描盲点。在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述第二馈电结构垂直穿过所述介质板。在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述介质板的厚度为中心频率波长的1/10。在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述微单天线单元还包括金属地板，所述金属地板上设置有探针，所述探针与所述第三馈电结构连接，所述探针用于为所述第三馈电结构提供射频信号。在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述金属地板上开设有凹槽，所述凹槽用于拓宽所述微带天线单元的带宽。在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述微带天线单元还包括分别设置在所述介质板两侧的第一介质板和第二介质板。在上述微带天线单元的优选技术方案中，所述第一介质板设置在所述介质板的上方，在所述第一介质板的上表面中心处设置有辐射贴片。在另一方面，本专利技术还提供了一种微带天线，所述微带天线包括若干个上述的微带天线单元。在上述微带天线的优选技术方案中，若干个所述微带天线单元呈阵列分布。本领域技术人员能够理解的是，在上述微带天线单元的优选技术方案中，通过在介质板中垂直设置第二馈电结构，能够有效抑制微带天线单元的表面波，从而消除微带天线阵列在较宽的扫描区间内的扫描盲点。进一步地，通过金属地板上的凹槽结构，能够增强微带天线单元宽带特性，提高辐射效率。微带天线单元组成阵列后，金属地板上的凹槽能够使该阵列形成整体波纹结构，易于阵列结构的加工与实现。在另一方面，本专利技术提供一种微带天线，该微带天线由上述微带天线单元阵列排布组成，相比于传统的微带天线，能够在较宽的扫描区间内进行扫描而不产生扫描盲点，同时，也不需要引入附加的盲点抑制结构，使该微带天线的结构更加简单、紧凑。附图说明图1是本专利技术实施例提供的微带天线单元的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的微带天线单元的侧视图；图3是本专利技术实施例提供的馈电结构激励电流与表面波场分布示意图；图4是本专利技术实施例提供的馈电结构电流强度分布示意图。附图标记：10、辐射贴片；20、第一介质板；30介质板；40、第二介质板；50、金属地板；51、凹槽；60、馈电结构；61、第一馈结构；62、第二馈电结构；63、第三馈电结构；70、探针。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微带天线单元及微带天线，用于解决现有的盲点抑制技术难以在较宽的频率区间内实现对扫描盲点的抑制以及需要引入附加结构导致设计难度增加，通过增加馈电结构来抑制微带天线阵列的扫描盲点。参见图1，图1是本专利技术实施例提供的微带天线单元的结构示意图。如图1所示，微带天线单元包括金属地板50，金属地板50上设置有凹槽51和探针70，在金属地板50上方依次设置有第二介质板40、介质板30和第一介质板20，在第一介质板20上表面的中心处设置有辐射贴片10，馈电结构60设置在介质板30上。馈电结构60用于抑制微带天线阵列的扫描盲点，具体地，参见图2，馈电结构60包括第一馈电结构61、第二馈电结构62以及第三馈电结构63。其中，第一馈电结构61设置于介质板30的一侧，第三馈电结构62设置于介质板30的另一侧，第二馈电结构穿过介质板30并分别与第一馈电结构61和第二馈电结构62连接，由于馈电结构60中的激励电流沿着第一馈电结构61、第二馈电结构62以及第三馈电结构63的方向流动，或者是沿着第三馈电结构63、第二馈电结构62以及第一馈电结构61的方向流动，无论激励电流采用哪种方向流动，最终都能保证第二馈电结构62中的激励电流的流动方向是沿着竖直或者近似竖直的方向来流动，第二馈电结构62中的激励电流在流动过程中，会在其周围产生一个电磁场，该电磁场的方向与表面波的方向相反，能够抵消部分或者全部的表面波，从而抑制表面波的产生，进而达到消除微带天线单元阵列在较宽的扫描区间内的扫描盲点。在一示例中，第一馈电结构61、第二馈电结构62以及第三馈电结构63中激励电流Iz的方向如图3所示，表面波的方向沿图中Hx的方向，第二馈电结构62中激励电流Iy产生的电磁场的方向如图3中Hx′所示的方向，刚好与表面波的方向相反，从而能够抵消部分或者全部的表面波，抑制表面波的产生，进而达到消除微带天线单元阵列在较宽的扫描区间内的扫描盲点。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微带天线单元，其特征在于，所述微带天线单元包括介质板以及设置在所述介质板上的第一馈电结构、第二馈电结构以及第三馈电结构，其中，所述第一馈电结构设置于所述介质板的一侧，所述第三馈电结构设置于所述介质板的另一侧，所述第二馈电结构与所述第一馈电结构连接并穿过所述介质板与所述第三馈电结构连接，所述第二馈电结构用于抑制所述微带天线阵列的扫描盲点。

【技术特征摘要】
1.一种微带天线单元，其特征在于，所述微带天线单元包括介质板以及设置在所述介质板上的第一馈电结构、第二馈电结构以及第三馈电结构，其中，所述第一馈电结构设置于所述介质板的一侧，所述第三馈电结构设置于所述介质板的另一侧，所述第二馈电结构与所述第一馈电结构连接并穿过所述介质板与所述第三馈电结构连接，所述第二馈电结构用于抑制所述微带天线阵列的扫描盲点。2.根据权利要求1所述的微带天线单元，其特征在于，所述第二馈电结构垂直穿过所述介质板。3.根据权利要求2所述的微带天线单元，其特征在于，所述介质板的厚度为中心频率波长的1/10。4.根据权利要求1至3中任一项所述的微带天线单元，其特征在于，所述微带天线单元还包括金属地板，所述金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琳月，陈敏，吴杨生，
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