一种微带阵列天线制造技术

本发明专利技术公开了一种微带阵列天线，包括介质基板和设置在介质基板上的八组辐射单元，每组辐射单元包括两个相同频段的子辐射单元，十六个子辐射单元在介质基板上按照4×4沿同一方向排列；通过级联方式连接整个馈电网络，保证16等分。本发明专利技术改变了馈电网络的设计，提高了天线增益的同时，很好的解决了使用单一T型结功分器时造成的波束偏移，天线整体空间浪费等问题。

A microstrip antenna array antenna

The invention discloses a microstrip array antenna includes a dielectric substrate and is provided with eight groups of radiating element in the substrate unit, each radiation unit comprises two identical sub band radiation, sixteen sub radiating element on the dielectric substrate with 4 x 4 along the same direction; connecting the feed network through the cascade way which is divided into 16 parts. The invention changes the design of the feeding network, improves the antenna gain, and solves the problem of beam offset caused by the single T type power divider, and the overall space waste of the antenna.

【技术实现步骤摘要】
一种微带阵列天线
本专利技术涉及微带天线技术，特别是一种微带阵列天线。
技术介绍
微带天线是近几年使用最广泛的一种天线，与传统天线相比，有着许多无可替代的优点。它体积小，重量轻，具有平面结构，因而容易与导弹、卫星等载体结合形成共形结构。不仅如此，微带天线还具有结构紧凑、性能稳定的特点，广泛应用于印刷电路技术大批量生产，而且便于实现双频段、双极化等诸多功能。但是微带天线也同样具有频带窄、损耗大、功率容量小等缺点，因而在实际应用用受到了一定限制，为了克服这些缺点，现在通常将微带天线通过一定方式组成微带天线阵，提高了天线增益、带宽，实现某些指定的方向性要求，加大了微带天线的应用。随着高功率微波辐射技术的发展，对于高功率辐射天线的要求也越来越高。高功率径向阵列天线是近年来提出的一种新型高功率微波天线，通过将多个子阵进行组合即可得到高增益阵列天线，相关研究员也对其进行了大量研究。但是实现上述高增益天线的前提是将高功率微波源的输出功率分配成多路，并对各个子阵进行馈电，因此设计一种高功率、低损耗、可实现高功率多路输出的高功率功分器就非常必要。由于阵列天线通常采用等路径馈电方式，因此必然存在着功分器输出端口和各个子阵输出端口的等路径连接问题，需要一个较为复杂的级联结构来解决此问题，从而影响整个天线系统的辐射效率和结构紧凑性。T型结功分器具有一分二的功能，通过多级级联可以实现等幅等相多路分配。但是当整体结构过于松散，传输路径较长时，其插入损耗相对偏大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微带阵列天线，解决传统微带阵列天线使用T型结功分器时造成的波束偏移、频带窄、结构松散等问题。实现本专利技术目的的技术方案为：一种微带阵列天线，包括介质基板和设置在介质基板上的八组辐射单元，每组辐射单元包括两个相同频段的子辐射单元，十六个子辐射单元在介质基板上按照4×4沿同一方向排列；每一组中的两个子辐射单元间的馈电网络为一个第一一分二T型结功分器，每个第一一分二T型结功分器的两输出端口通过微带线连接对应的两个子辐射单元，每两个第一一分二T型结功分器输入端口与一个第二一分二T型结功分器输出端口通过微带线相连，每两个第二一分二T型结功分器输入端口与一个第三一分二T型结功分器输出端口通过微带线相连，两个第三一分二T型结功分器输入端口与第四一分二T型结功分器输出端口通过微带线相连，第四一分二T型结功分器输入端口作为馈电端口。与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：(2)本专利技术采用4*4微带阵列天线，同时改变馈电网络的设计，提高了天线的增益的同时，很好的解决了使用传统单一T型结功分器时造成的波束偏移，天线整体空间浪费等问题；(2)将传统的T型结功分器中增加一段弧形传输线，这样可以避免直线分布造成的空间浪费，减少天线占用面积，增加整个天线结构的紧凑性，从而提高整个天线的辐射效率。附图说明图1为微带阵列天线整体结构图。图2为传统微带阵列天线方向图。图3为本专利技术微带阵列天线方向图。图4为传统微带阵列天线驻波比图。图5为本专利技术微带阵列天线驻波比图。图6为本专利技术功分器回波损耗图。具体实施例结合图1，一种微带阵列天线，包括介质基板和设置在介质基板上的八组辐射单元，每组辐射单元包括两个相同频段的子辐射单元，十六个子辐射单元在介质基板上按照4×4沿同一方向排列；每一组中的两个子辐射单元间的馈电网络为一个第一一分二T型结功分器，每个第一一分二T型结功分器的两输出端口通过微带线连接对应的两个子辐射单元，每两个第一一分二T型结功分器输入端口与一个第二一分二T型结功分器输出端口通过微带线相连，每两个第二一分二T型结功分器输入端口与一个第三一分二T型结功分器输出端口通过微带线相连，两个第三一分二T型结功分器输入端口与第四一分二T型结功分器输出端口通过微带线相连，第四一分二T型结功分器输入端口作为馈电端口；通过级联方式连接整个馈电网络，保证做到16等分。进一步的，第二一分二T型结功分器输入端口与第三一分二T型结功分器输出端口通过90度弧形传输线相连。90度弧形传输线为一段四分之一圆弧的传输线。进一步的，每个子辐射单元均为一矩形微带贴片。进一步的，介质基板的厚度为2mm，材料为RogersRo4350，介电常数为3.66。进一步的，介质基板背面设置有接地层。进一步的，该天线阵列工作频段在Ka波段。进一步的，所有子辐射单元在介质基板上的间距相同。本专利技术采用4*4微带阵列天线，同时改变馈电网络的设计，提高了天线的增益的同时，也很好了解决了使用传统单一T型结功分器时造成的波束偏移，天线整体空间浪费等问题。图2和图3分别为通过HFSS仿真所生成的天线方向图，图2为传统T型结功分器结构天线方向图，图3为增加90度弧形传输线所生成的天线图，从图中可以看出，图3很好的解决了图2造成的波束偏移的问题，图3所式天线的增益也比图2的高。图4和图5分别表示两天线的驻波比VSWR，很明显得可以看出，图5的工作频段明显大于图4，也证明了该结构的优越性。整个天线设计最核心关键的部分是功分网络的设计，图6表示改变后的T型功分器的回波损耗，从图中可以看出，在Ka波段范围内，回波损耗均为正常范围内，且呈现越来越优的趋势。矩形微带天线阵列采用微带线共面馈电方式。采用这种方式，微带线可以通过间隙伸入贴片内部，获得比边缘处低的所需阻抗，只要合理地选择间隙大小，就可以在较宽的频带范围内实现阻抗匹配，从而增加阻抗带宽。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微带阵列天线，其特征在于，包括介质基板和设置在介质基板上的八组辐射单元，每组辐射单元包括两个相同频段的子辐射单元，十六个子辐射单元在介质基板上按照4×4沿同一方向排列；每一组中的两个子辐射单元间的馈电网络为一个第一一分二T型结功分器，每个第一一分二T型结功分器的两输出端口通过微带线连接对应的两个子辐射单元，每两个第一一分二T型结功分器输入端口与一个第二一分二T型结功分器的两个输出端口通过微带线相连，每两个第二一分二T型结功分器输入端口与一个第三一分二T型结功分器的两个输出端口通过微带线相连，两个第三一分二T型结功分器输入端口与第四一分二T型结功分器的两个输出端口通过微带线相连，第四一分二T型结功分器输入端口作为馈电端口。

【技术特征摘要】
1.一种微带阵列天线，其特征在于，包括介质基板和设置在介质基板上的八组辐射单元，每组辐射单元包括两个相同频段的子辐射单元，十六个子辐射单元在介质基板上按照4×4沿同一方向排列；每一组中的两个子辐射单元间的馈电网络为一个第一一分二T型结功分器，每个第一一分二T型结功分器的两输出端口通过微带线连接对应的两个子辐射单元，每两个第一一分二T型结功分器输入端口与一个第二一分二T型结功分器的两个输出端口通过微带线相连，每两个第二一分二T型结功分器输入端口与一个第三一分二T型结功分器的两个输出端口通过微带线相连，两个第三一分二T型结功分器输入端口与第四一分二T型结功分器的两个输出端口通过微带线相连，第四一分二T型结功分器输入端口作为馈电端口。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭树生，毛誉杰，吴礼，李文超，张竣昊，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32