一种大阵面相控阵雷达天线制造技术

本实用新型专利技术属于雷达电子技术领域，具体涉及一种大阵面相控阵雷达天线。本实用新型专利技术包括阵面天线及支撑架，阵面天线由天线行阵子及天线列阵子构成，天线列阵子数目等于天线行阵子数目，相邻两组天线行阵子之间间距等于相邻两组天线列阵子之间间距；各天线行阵子和天线列阵子的彼此交叉形成十字网栅状构造，各天线行阵子和天线列阵子彼此十字交叉后的偶极子顶端面处于同一平面上；每组天线列阵子上的相邻两个偶极子的对称面位于一组天线行阵子所处平面，而每组行阵子上的每个偶极子的对称面位于一组天线列阵子所处平面。本实用新型专利技术能在保证雷达天线的工作精度的前提下，能有效的减少T/R组件的使用数量，进而达到有效控制成本的目的。

Large array phased array radar antenna

The utility model belongs to the field of radar and electronic technology, in particular to a large array phased array radar antenna. The utility model comprises a support frame and array antenna, array antenna and antenna array antenna for time by time, while the antenna for antenna array number is equal to the number of days between the two groups, while adjacent antenna line spacing equal to two adjacent groups of antenna array while the spacing between each antenna element and antenna line; while crossing each other to form columns the cross grid structure, the antenna for antenna and antenna array, while cross each other after the top end of the dipole in the same plane; each time the adjacent antenna symmetry two dipole antenna array in a group of sub plane, and each time for each symmetric dipole on the surface at a group of columns while the planar antenna. The utility model can effectively reduce the number of the T/R components under the premise of ensuring the working accuracy of the radar antenna, thereby achieving the purpose of effectively controlling the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种大阵面相控阵雷达天线
本技术属于雷达电子
，具体涉及一种大阵面相控阵雷达天线。
技术介绍
相控阵雷达阵面上的发射/接收组件也即T/R组件是雷达核心部件之一。随着相控阵雷达技术的不断发展，对T/R组件的要求也越来越高，而大型雷达所需要的T/R组件的数目也越来越多。为降低T/R组件数目过多而带来的成本过高问题，目前大都采用低温共烧陶瓷(LTCC)多层互连封装技术、射频品片规模集成(RF--WSI)技术或GaAsMMIC倒装片设计和集成技术等方式来解决；由于上述技术均是从T/R组件自身寻求改进，从而导致设计和技术革新成本随着技术的逐步发展而越来越高。是否可以研发出一种新型的相控阵雷达天线分系统，能够在保证雷达天线的工作精度及可靠性的前提下，能够避开目前的设计瓶颈，并仍能达到有效减少T/R组件的使用数量和控制成本的目的，为本领域技术人员近年来所亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本技术的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而可靠的大阵面相控阵雷达天线，其巧妙的避开T/R组件自身，转而从雷达阵面布局上入手，从而能够在保证雷达天线的工作精度及可靠性的前提下，能有效的减少T/R组件的使用数量，进而达到有效控制成本的目的。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种大阵面相控阵雷达天线，包括阵面天线以及用于支撑阵面天线的支撑架，其特征在于：所述阵面天线由两行以上且彼此平行布置的天线行阵子以及两行以上且彼此平行布置的天线列阵子构成，天线列阵子数目等于天线行阵子数目，且相邻两组天线行阵子之间间距等于相邻两组天线列阵子之间间距；天线行阵子和天线列阵子均为偶极子微带天线且各偶极子微带天线的偶极子朝向同向设置；所述各天线行阵子和天线列阵子的彼此交叉形成阵面天线的十字网栅状构造，且各天线行阵子和天线列阵子彼此十字交叉后的偶极子顶端面处于同一平面上；每组天线列阵子上的相邻两个偶极子的对称面位于一组天线行阵子所处平面处，而每组行阵子上的每个偶极子的对称面位于一组天线列阵子所处平面上。相邻两组天线行阵子之间间距以及相邻两组天线列阵子之间间距均为160mm～180mm。所述阵面天线还包括用于固定天线行阵子和天线列阵子的小骨架，小骨架外形呈正方形口字状的框架构造；小骨架内平行并列的设置有行板，行板上的铅垂布置的板侧构成供天线行阵子贴附固定的型材安装面；行板正下方处设置板长垂直行板长度方向的列板，列板上的铅垂布置的板侧构成供天线列阵子贴附固定的型材安装面。所述框架构造的小骨架的四个内侧面处均凸设有用于供行板或列板板端卡接的卡槽；所述供行板由上而下卡接的卡槽为槽口朝上的U型槽，而供列板由下而上卡接的卡槽为底部槽边水平设置的L型槽。小骨架正上方由下而上的依次布置反射板和天线罩，反射板的上板面处布置反射棱；反射板的板面处贯穿设置有供天线行阵子和天线列阵子上的各偶极子穿过的贯穿孔；天线罩为具备1/4球面的四方状弧形罩体，天线罩的四个底边分别固定于小骨架的相应边的顶端处。所述支撑架外形呈正方形框架状结构，沿支撑架的四个角端铅垂向下延伸有用于托撑支撑架的支撑腿；支撑架上表面处对称设置两片副骨架，所述副骨架外形呈长方板状，副骨架下板面的四个角端分别以固定螺栓固定于支撑架上表面处，两组天线阵面对称安装于一片副骨架的上板面处。位于固定螺栓两端处的两端螺纹段的螺纹旋向彼此反向；各支撑腿的底端处布置法兰盘，法兰盘正下方设置水平板，由水平板处铅垂向上延伸有调节螺杆且该调节螺杆穿设于法兰盘的相应安装孔处，法兰盘的安装孔的一孔端布置调节螺母而另一孔端设置防松螺母。本技术的有益效果在于：1)、有别于传统所必然采用的水平面贴附式的阵面天线结构，本技术以独特的正交极化构造的行列式天线单元组合形式，在采用有源相控阵的体制实现了波束一维扫描效果的同时，更是起到了减少TR组件的使用数量和有效控制成本的目的。具体而言，本技术采用印制半波天线阵子也即天线行阵子和天线列阵子形成行列馈电有源相控阵天线，提升了雷达的工作可靠性，避免了栅瓣的出现，同时副瓣较低，波束扫描角控制更为灵活；此外，上述结构使得天馈电缆数量更少，降低了收发损耗，配合目前使用的T/R组件，收发损耗可控制在4.0dB以内，在不增加天线面积的情况下，显著的提高了系统性能。换言之，原本需要更多T/R组件和更大天线面积才能达到的使用性能，通过采用本技术，可在有限的天线面积的情况下同样能够实现。此外的，由于T/R组件数目的减少，也就减少了大量电缆的连接工作，显然更利于安装架设。2)、线源间距也即各天线阵子之间间距，其应当在保证天线波瓣宽度和增益的条件下，数值应尽量大。尽量大的线源间距，一方面可以降低单元间互耦的影响；另一方面可以减少线源的数量，降低成本，减轻重量。但增大行线阵中的单元间距要遵守在实空间中不出现栅瓣边缘的准则，本技术经过大量数据实践，优选线源间距为160mm～180mm，从而达到线源间距的最优化。3)、小骨架的设置，为行板和列板的安置提供了装载基体。而行板和列板，则为天线行阵子和天线列阵子的布局提供了安装和固定基体。通过行板和列板的上下分层排布，从而保证了天线行阵子和天线列阵子的安装工作量和维修便捷度；使用时，依照天线行阵子由上而下而天线列阵子由下而上的安装方式，自然使得整个雷达阵面形成所需的十字栅格布局，其操作极为便捷可靠，安装精度也能得到保证。尤其是小骨架的内壁处精加工有针对行板和列板而构造不同的卡槽，从而使得整体结构更为模块化，操作便捷性也能得到进一步提升。4)、考虑到大阵面天线的可制造性，本技术采用了分块设计及组装的设计思想，解决了加工、运输和架设问题。具体而言，阵面天线自身为可预先一体化安装，并能分别的独立运输，使得架设现场不需要对行/列馈电单元也即各天线行阵子和天线列阵子进行繁复安装，不仅保证了现场安装的精度问题，同时架设效率可得到极大提升。此外的，阵面天线为四组且两两对称安装在副骨架上，再将两片副骨架由上而下的安装在支撑架上，从而形成模块化的安装构造，这无论是从设计、安装、运输还是架设均可保证效率和成本的最优化，后期维护显然也更为便捷，只需哪块阵面天线损坏再更换相应损坏的阵面天线即可。而天线罩采用1/4截球结构，四组阵面天线上的各天线罩彼此拼装后形成球形弧状罩体，结构更为美观大方。5)、为了确保整个天线阵面组装后的平面度要求，本技术还设计了双重调平结构。通过调节螺杆配合调节螺母，从而实现整个支撑架的水平度粗调功能；再利用固定螺栓的螺纹段反向结构，以转动位于副骨架四角端处的各固定螺栓的方式，进而实现副骨架的水平度精调效果。附图说明图1为本技术的立体结构示意图；图2为图1结构的爆炸示意图；图3为图1结构去除天线罩后的结构示意图；图4为反射板相对天线行阵子和天线列阵子的装配关系立体示意图；图5为阵面天线的立体装配结构爆炸图；图6为小骨架及行板和列板的立体装配结构爆炸图；图7为小骨架及行板和列板的装配状态俯视图；图8及图9为卡槽相对行板及列板的装配状态图；图10为天线列阵子的结构示意图；图11为支撑架的立体结构示意图；图12为图11的I部分局部放大图；图13为固定螺栓的结构示意图。附图中各标号与本技术的各部件名称对应关系如下：10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大阵面相控阵雷达天线，包括阵面天线(10)以及用于支撑阵面天线(10)的支撑架(20)，其特征在于：所述阵面天线(10)由两行以上且彼此平行布置的天线行阵子(11)以及两行以上且彼此平行布置的天线列阵子(12)构成，天线列阵子(12)数目等于天线行阵子(11)数目，且相邻两组天线行阵子(11)之间间距等于相邻两组天线列阵子(12)之间间距；天线行阵子(11)和天线列阵子(12)均为偶极子微带天线且各偶极子微带天线的偶极子朝向同向设置；所述各天线行阵子(11)和天线列阵子(12)的彼此交叉形成阵面天线(10)的十字网栅状构造，且各天线行阵子(11)和天线列阵子(12)彼此十字交叉后的偶极子顶端面处于同一平面上；每组天线列阵子(12)上的相邻两个偶极子的对称面位于一组天线行阵子(11)所处平面处，而每组行阵子上的每个偶极子的对称面位于一组天线列阵子(12)所处平面上。

【技术特征摘要】
1.一种大阵面相控阵雷达天线，包括阵面天线(10)以及用于支撑阵面天线(10)的支撑架(20)，其特征在于：所述阵面天线(10)由两行以上且彼此平行布置的天线行阵子(11)以及两行以上且彼此平行布置的天线列阵子(12)构成，天线列阵子(12)数目等于天线行阵子(11)数目，且相邻两组天线行阵子(11)之间间距等于相邻两组天线列阵子(12)之间间距；天线行阵子(11)和天线列阵子(12)均为偶极子微带天线且各偶极子微带天线的偶极子朝向同向设置；所述各天线行阵子(11)和天线列阵子(12)的彼此交叉形成阵面天线(10)的十字网栅状构造，且各天线行阵子(11)和天线列阵子(12)彼此十字交叉后的偶极子顶端面处于同一平面上；每组天线列阵子(12)上的相邻两个偶极子的对称面位于一组天线行阵子(11)所处平面处，而每组行阵子上的每个偶极子的对称面位于一组天线列阵子(12)所处平面上。2.根据权利要求1所述的一种大阵面相控阵雷达天线，其特征在于：相邻两组天线行阵子(11)之间间距以及相邻两组天线列阵子(12)之间间距均为160mm～180mm。3.根据权利要求1或2所述的一种大阵面相控阵雷达天线，其特征在于：所述阵面天线(10)还包括用于固定天线行阵子(11)和天线列阵子(12)的小骨架(13)，小骨架(13)外形呈正方形口字状的框架构造；小骨架(13)内平行并列的设置有行板(14)，行板(14)上的铅垂布置的板侧构成供天线行阵子(11)贴附固定的型材安装面；行板(14)正下方处设置板长垂直行板(14)长度方向的列板(15)，列板(15)上的铅垂布置的板侧构成供天线列阵子(12)贴附固定的型材安装面。4.根据权利要求3所述的一种大阵面相控阵雷达天线，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈常明，李德威，孙浩，陆地，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34