超宽带金属Vivaldi双极化天线制造技术

本发明专利技术公开了超宽带金属Vivaldi双极化天线，用一维DBF天线体制；在俯仰方向，每一列的6个天线单元与功率合路器构成一个DBF天线阵单元；在方位方向，由10个DBF天线阵单元组成，由DBF系统完成数字波束扫描，在方位方向实现±30°波束覆盖。所述天线单元为全金属Vivaldi双极化天线单元，包括第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子；第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子均为扇形金属镂空框架，其同一侧框架由ABS固定夹板和SMA接头固定。本发明专利技术在轻量化和小型化的同时能够在较宽的频率范围内，保持优良的天线电性能特性，且全金属材料适宜舰载环境。

【技术实现步骤摘要】
超宽带金属Vivaldi双极化天线
本专利技术属于天线
，具体涉及超宽带金属Vivaldi双极化天线。
技术介绍
随着雷达、通信技术的发展，由于搭乘载体的多样性，加上严格的重量和空间的限制，这就要求同一副天线能实现多种功能，包括通信、目标探测与跟踪、电子干扰等。可以快速扫描和同时实现多波束的相控阵就能满足这一要求。而其中的天线单元必须具备宽带运行、满足所需扫描角范围、便于单片集成等。其中的首要候选人,满足所有要求的是Vivaldi双极化天线。Vivaldi天线是一种应用日益广泛的超宽带天线，于1979年提出的一种按指数规律渐变的槽线天线，具有很宽的频带、高的增益以及良好的时域特性等优点，可以做成随频率变化具有恒定增益的天线，由它组成的单极化和双极化阵列能够用于宽带天线阵列或宽频带扫描角的相控阵中。近年来，Vivaldi天线一直受到国内外学者的热点研究。Vivaldi天线采用平面印刷结构，介质基板两侧分别贴有渐变结构的金属薄片，物理强度较低，它的馈电结构比较复杂，整体制作加工成本较高；其次，Vivaldi双极化天线工作于高频段(5GHz以上)时，微带线或带状线馈电结构的特性阻抗容易随频率的变化而发生改变，产生色散现象，从而影响天线的性能。传统的Vivaldi天线采用平面印刷结构，介质基板两侧分别贴有渐变结构的金属薄片，物理强度较低，它的馈电结构比较复杂，整体制作加工成本较高；其次，Vivaldi双极化天线工作于高频段(5GHz以上)时，微带线或带状线馈电结构的特性阻抗容易随频率的变化而发生改变，产生色散现象，从而影响天线的性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供超宽带金属Vivaldi双极化天线。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：超宽带金属Vivaldi双极化天线，采用一维DBF天线体制；在俯仰方向，每一列的6个天线单元与功率合路器构成一个DBF天线阵单元；在方位方向，由10个DBF天线阵单元组成，由DBF系统完成数字波束扫描，在方位方向实现±30°波束覆盖。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的天线单元按照6行10列分布，共60个，其中有效辐射单元为6×8个单元；每一列的6个天线单元与功率合路器构成一个DBF天线阵单元，共有10个DBF天线阵单元，最左边与最右边为寄生单元，用来降低边缘效应。上述的天线单元为全金属Vivaldi双极化天线单元，包括第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子；第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子均为扇形金属镂空框架，其同一侧框架由ABS固定夹板和SMA接头固定。上述的第一金属振子中振子半臂长度A1为240mm，底座长度A2为120mm，底座厚度A3为10mm，匹配谐振腔的宽度A4为50mm，主支撑体的厚度A5为70mm，ABS固定夹板的通孔与匹配谐振腔上端的距离A6为62.5mm，ABS固定夹板两通孔的间距A7为25mm，第一金属振子曲线臂到镂空格的间距A8为10.8mm；第一金属振子曲线臂进行倒角处理；第一金属振子顶端至下倾拐角处的距离A12为40mm，第一金属振子的最大高度A13为295mm，金属镂空格倒角R30，主支撑体的高度A15为55mm，主支撑体进行倒角处理R5，第一金属振子的厚度为6mm，第一金属振子固定安装孔为M4，深度为8mm，其到边的距离A18为27.55mm，sma接头探针内径短路通孔直径A21为2.1mm，离底端的距离A22为79mm，中心位置A23为3mm。上述的第二金属振子中振子半臂长度B2为240mm，底座长度B1为120mm，底座厚度B16为10mm，匹配谐振腔的宽度B14为50mm，主支撑体的厚度B15为70mm，ABS固定夹板的通孔与匹配谐振腔上端的距离B13为62.5mm，ABS固定夹板两通孔的间距B11为25mm，第二金属振子曲线臂到镂空格的间距B12为10.8mm；第二金属振子曲线臂进行倒角处理；第二金属振子顶端至下倾拐角处的距离B7为40mm，第二金属振子的最大高度B6为295mm，金属镂空格倒角R30，主支撑体的高度B3为55mm，主支撑体进行倒角处理R5，第二金属振子的厚度B22为6mm，第二金属振子固定安装孔B23为M4，深度为8mm，其到边的距离B24为27.55mm，sma接头探针外径通孔直径B20为2.8mm，离底端的距离B18为79mm，中心位置B17为3mm，固定SMA接头的为两个M2.5螺纹孔，深度为6mm，两个螺纹孔的间距B19为12.2mm。上述的第三金属振子中振子半臂长度C2为240mm，底座长度C1为120mm，底座厚度C16为10mm，匹配谐振腔的宽度C14为50mm，主支撑体的厚度C15为70mm，ABS固定夹板的通孔与匹配谐振腔上端的距离C13为50mm，ABS固定夹板两通孔的间距为25mm；通孔到边的距离C12为10.8mm，第三金属振子曲线臂进行倒角处理R3，第三金属振子顶端至下倾拐角处的距离C7为40mm，第三金属振子的最大高度C6为295mm，金属镂空格倒角R30，主支撑体的高度C3为55mm，主支撑体进行倒角处理R5，第三金属振子的厚度C20为6mm，第三金属振子固定安装孔C21为M4，深度为8mm，其到边的距离C22为27.55mm，sma接头探针内径短路通孔直径C19为2.1mm，离底端的距离C18为76mm，中心位置C17为3mm。上述的第四金属振子中振子半臂长度D1为240mm，底座长度D1为120mm，底座厚度D3为10mm，匹配谐振腔的宽度D4为50mm，主支撑体的厚度D16为70mm，ABS固定夹板的通孔与匹配谐振腔上端的距离D5为50mm，ABS固定夹板两通孔的间距为25mm；通孔到边的距离D7为10.8mm，第四金属振子曲线臂进行倒角处理R3，第四金属振子顶端至下倾拐角处的距离D11为40mm，第四金属振子的最大高度D12为295mm，金属镂空格倒角R30，主支撑体的高度D15为55mm，主支撑体进行倒角处理R5，第四金属振子的厚度D25为6mm，第四金属振子固定安装孔D23为M4，深度为8mm，其到边的距离D24为27.55mm，sma接头探针外径通孔直径D20为2.8mm，离底端的距离D19为79mm，中心位置D17为3mm，固定SMA接头的为两个M2.5螺纹孔，深度为6mm，两个螺纹孔的间距D21为12.2mm。上述的ABS固定夹板，外部轮廓尺寸长E8为70mm，宽E9为16mm，厚度为3mm，单边两个E3直径4.5通孔的间距E1为25mm，到边缘间距E2为6mm，单边三个E7直径4.5通孔的间距E11为50mm，到边缘间距E6为6mm，ABS固定夹板的四个直角都进行了E10为R2的倒角处理。上述的全金属Vivaldi双极化天线采用2A12铝合金加工而成，表面需进行导电氧化处理。本专利技术具有以下有益效果：1、天线辐射单元设计传统形式的Vivald本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超宽带金属Vivaldi双极化天线，其特征在于，采用一维DBF天线体制；/n在俯仰方向，每一列的6个天线单元与功率合路器构成一个DBF天线阵单元；/n在方位方向，由10个DBF天线阵单元组成，由DBF系统完成数字波束扫描，在方位方向实现±30°波束覆盖。/n

【技术特征摘要】
1.超宽带金属Vivaldi双极化天线，其特征在于，采用一维DBF天线体制；
在俯仰方向，每一列的6个天线单元与功率合路器构成一个DBF天线阵单元；
在方位方向，由10个DBF天线阵单元组成，由DBF系统完成数字波束扫描，在方位方向实现±30°波束覆盖。


2.根据权利要求2所述的超宽带金属Vivaldi双极化天线，其特征在于，所述天线单元按照6行10列分布，共60个，其中有效辐射单元为6×8个单元；
每一列的6个天线单元与功率合路器构成一个DBF天线阵单元，共有10个DBF天线阵单元，最左边与最右边为寄生单元，用来降低边缘效应。


3.根据权利要求2所述的超宽带金属Vivaldi双极化天线，其特征在于，所述天线单元为全金属Vivaldi双极化天线单元，包括第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子；
第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子均为扇形金属镂空框架，其同一侧框架由ABS固定夹板和SMA接头固定。


4.根据权利要求4所述的超宽带金属Vivaldi双极化天线，其特征在于，所述第一金属振子中振子半臂长度A1为240mm，底座长度A2为120mm，底座厚度A3为10mm，匹配谐振腔的宽度A4为50mm，主支撑体的厚度A5为70mm，ABS固定夹板的通孔与匹配谐振腔上端的距离A6为62.5mm，ABS固定夹板两通孔的间距A7为25mm，第一金属振子曲线臂到镂空格的间距A8为10.8mm；第一金属振子曲线臂进行倒角处理；第一金属振子顶端至下倾拐角处的距离A12为40mm，第一金属振子的最大高度A13为295mm，金属镂空格倒角R30，主支撑体的高度A15为55mm，主支撑体进行倒角处理R5，第一金属振子的厚度为6mm，第一金属振子固定安装孔为M4，深度为8mm，其到边的距离A18为27.55mm，sma接头探针内径短路通孔直径A21为2.1mm，离底端的距离A22为79mm，中心位置A23为3mm。


5.根据权利要求4所述的超宽带金属Vivaldi双极化天线，其特征在于，所述第二金属振子中振子半臂长度B2为240mm，底座长度B1为120mm，底座厚度B16为10mm，匹配谐振腔的宽度B14为50mm，主支撑体的厚度B15为70mm，ABS固定夹板的通孔与匹配谐振腔上端的距离B13为62.5mm，ABS固定夹板两通孔的间距B11为25mm，第二金属振子曲线臂到镂空格的间距B12为10.8mm；第二金属振子曲线臂进行倒角处理；第二金属振子顶端至下倾拐角处的距离B7为40mm，第二金属振子的最大高度B6为295mm，金属镂空格倒角R30，主支撑体的高度B3为55mm，主支撑体进行倒角处理R5，第二金属振子的厚度B22为6mm，第二金属振子固定安装孔B23为M4，深度为8mm，其到边的距离B24为27.55mm，sma接头...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍磊，
申请(专利权)人：江苏肯立科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32