一种非周期排布阵列天线制造技术

本发明专利技术公开了一种非周期排布阵列天线，其包括：第一辐射组件、第二辐射组件和馈电网络；第一辐射组件采用4单元缝隙天线形式，第二辐射组件采用2单元缝隙天线形式，阵列天线辐射组件有17个第一辐射组件和15个第二辐射组件构成；馈电网络由T型结功分器和分支线耦合器级联组成，功分比大于3dB的采用分支线耦合器，功分器小于3dB的采用T型结功分器。本发明专利技术的一种非周期排布阵列天线，采用两种形式的辐射组件交替分布，破坏周期结构，改善量化瓣特性，同时馈电网络中大功分比功率合成/分配采用分支线耦合器结构，改善带内功分比起伏特性，实现较宽频带内的低副瓣性能。较宽频带内的低副瓣性能。较宽频带内的低副瓣性能。

【技术实现步骤摘要】
一种非周期排布阵列天线


[0001]本专利技术涉及阵列天线
，特别涉及一种非周期排布阵列天线。

技术介绍

[0002]近年来，随着现代雷达通信和电子对抗技术的发展，许多军用、民用领域部门对天线提出越来越苛刻的要求，包括：高增益、低副瓣、宽频带、低损耗的性能，以及结构简单便于工程化的设计要求。
[0003]高增益天线通常采用阵列形式实现，如何对大型阵列进行馈电，成为天线设计的重要问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述现有技术中存在的问题，提出非周期阵列天线，采用两种不同形式的辐射组件非均匀分布，较小量化瓣的影响，同时引入分支线耦合器实现馈电网络中的大功分比功能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供一种新型宽带阵列天线，其包括：第一辐射组件、第二辐射组件以及馈电网络，第一辐射组件采用4单元缝隙天线形式，整个阵列中分布数量为17；第二辐射组件采用2单元缝隙天线形式，整个阵列中分布数量为15；馈电网络共5层，第1层16个功分器，第2层8个功分器，第3层4个功分器，第4层2个功分器，第5层1个功分器，每层内功分器相互独立，下一层功分器的功分分口与上一层功分器的总口相连。
[0007]较佳的，所述第一辐射组件采用的4单元缝隙天线为中心馈电的驻波阵形式，4单元等幅同相分布。
[0008]较佳的，所述第一辐射组件采用的2单元缝隙天线为中心馈电的驻波阵形式，2单元等幅同相分布。
[0009]较佳的，所述馈电网络实现功率分配，对17个第一辐射组件以及15个第二辐射组件进行激励馈电。
[0010]较佳的，所述的第一辐射组件和第二辐射组件的能量在空间合成，形成最终的方向图。
[0011]较佳的，所述馈电网络用于实现能量分配，根据副瓣要求计算得到每个辐射组件的端口激励能量，每一层内均采用两两一组的方式分配/合成。
[0012]较佳的，两两一组分配/合成比大于3dB时采用分支线耦合器形式的4端口网络，小于3dB时采用T型结形式的三端口网络；
[0013]较佳的，所述分支线耦合器形式的4端口网络，4个端口分别为输入口、直通口、耦合口以及隔离口，输入口定义为本级总口，直通口和耦合口为分口，隔离口接吸收负载。
[0014]较佳的，所述T型结形式的3端口网络，根据功率分配表使用不同功率分配比的T型结。
[0015]较佳的，所述分支线耦合器，根据功率分配表使用不同功率分配比的分支线耦合器，通过调整分支线线宽实现不同功率分配比。
[0016]相较于现有技术，本专利技术具有以下优点：
[0017](1)本专利技术提供的非周期排布阵列天线采用两种辐射组件非均匀分布，破坏周期结构，降低量化瓣；
[0018](2)采用两两组合的网络形式，较小网络层级；
[0019](3)采用分支线耦合器实现大功分比，改善带内平坦度；
[0020]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0021]下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明：
[0022]图1为本专利技术的非周期排布阵列天线拓扑图；
[0023]图2为本专利技术的非周期排布阵列天线馈电网络功率分配表；
[0024]图3为本专利技术的第一辐射组件结构示意图；
[0025]图4为本专利技术的第二辐射组件结构示意图；
[0026]图5为本专利技术的馈电网络功率中T型结结构图；
[0027]图6为本专利技术的馈电网络功率中分支线耦合器结构图；
[0028]图7a为本专利技术涉及的1dB功分比T型结幅相仿真第一曲线；
[0029]图7b为本专利技术涉及的1dB功分比T型结幅相仿真第二曲线
[0030]图8a为本专利技术涉及的8.37dB功分比分支线耦合器幅相仿真第一曲线；
[0031]图8b为本专利技术涉及的8.37dB功分比分支线耦合器幅相仿真第二曲线
[0032]图9为本专利技术的非周期排布阵列天线方向图曲线。
具体实施方式
[0033]下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0034]结合图1
‑
图8，对本专利技术的非周期阵列天线作详细描述，如图1所示为其拓扑图，其包括：第一辐射组件、第二辐射组件以及馈电网络，本实施例为由92个辐射单元组成的副瓣电平为38dB的阵列天线，工作在9GHz到9.6GHz的频带内，其中：
[0035]所述第一辐射组件采用4单元缝隙天线形式，整个阵列中分布数量为17；第二辐射组件采用2单元缝隙天线形式，整个阵列中分布数量为15；馈电网络共5层，第1层16个功分器，第2层8个功分器，第3层4个功分器，第4层2个功分器，第5层1个功分器，每层内功分器相互独立，下一层功分器的功分分口与上一层功分器的总口相连。
[0036]通过合理设计功分网络的功率和相位分配，达到各种既定的天线方向图要求。对于单元较多的阵列天线，网络层级多，且副瓣低时存在大功分比器件，可以通过多单元合并馈电减少网络层级，合并单元数达到4个后，产生明显的量化瓣，对于低副瓣天线是无法容忍的。
[0037]如图2所示为非周期排布阵列天线馈电网络功率分配表，第一列为17+15个辐射组
件端口激励的功率目标值，Layer1前一列为相邻辐射组件两个端口的合成功率值，后一列为相邻两个辐射组件功率的比值；Layer2前一列为相邻两个Layer1总口的合成功率值，后一列为相邻两个Layer1总口功率的比值；Layer3前一列为相邻两个Layer2总口的合成功率值，后一列为相邻两个Layer2总口功率的比值；Layer4前一列为相邻两个Layer3总口的合成功率值，后一列为相邻两个Layer3总口功率的比值；Layer5前一列为相邻两个Layer4总口的合成功率值，后一列为相邻两个Layer4总口功率的比值。
[0038]如图3所示为第一辐射组件的结构模型，采用的4单元缝隙天线为中心馈电的驻波阵形式，4单元等幅同相分布。
[0039]如图4所示为第二辐射组件的结构模型，采用的2单元缝隙天线为中心馈电的驻波阵形式，2单元等幅同相分布。
[0040]如图5所示为馈电网络功率中T型结结构图，采用的E面T型结形式，通过调整左右两个调谐块的大小实现两个分口的不同功分比。
[0041]如图6所示为馈电网络功率中分支线耦合器结构图，两根波导间引入3根枝节线，通过调整枝节线的宽度实现直通口、耦合口的不同功率分配比输出。
[0042]图7a和7b为本实施例的1dB功分比T型结幅相仿真曲线，其中横坐标代表频率变量，单位GHz；纵坐标代表功率分配比变量，单位dB，以及相位一致性变量，单位
°
。如图7a和7b所示，本实施例工作频带为9GHz～9.6GHz，功率分配比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非周期排布阵列天线，其特征在于，包括：第一辐射组件、第二辐射组件以及馈电网络，其中：所述第一辐射组件采用4单元缝隙天线形式，整个4单元缝隙天线阵列中4单元缝隙天线的分布数量为17个；所述第二辐射组件采用2单元缝隙天线形式，整个2单元缝隙天线阵列中2单元缝隙天线的分布数量为15个；所述馈电网络共5层，第1层共16个功分器，第2层共8个功分器，第3层共4个功分器，第4层共2个功分器，第5层共1个功分器，每层内的功分器相互独立，下一层的功分器的功分分口与上一层的功分器的总口相连。2.根据权利要求1所述的非周期排布阵列天线，其特征在于，所述第一辐射组件采用的4单元缝隙天线为中心馈电的驻波阵形式，4单元缝隙天线的4单元等幅同相分布。3.根据权利要求1所述的非周期排布阵列天线，其特征在于，所述第二辐射组件采用的2单元缝隙天线为中心馈电的驻波阵形式，2单元缝隙天线中的2单元等幅同相分布。4.根据权力要求1所述的非周期排布阵列天线，其特征在于，所述馈电网络，用于实现功率分配，对17个第一辐射组件以及15个第二辐射组件进行激励馈电。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛玲珑，刘宇，陈辉，黄晓燕，罗序荣，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：