频率扫描天线制造技术

本发明专利技术提供一种频率扫描天线，包括：辐射单元，所述辐射单元包括多个偶极子天线单元，所述偶极子天线单元为带状线结构，所述偶极子天线单元包括：金属偶极子臂，所述金属偶极子臂包括两个，两个所述金属偶极子臂的中间用部分采用凸台安装固定，以使两个金属偶极子臂之间形成空气介质；馈线，所述馈线采用印制板材料加工，所述馈线设置在两个所述金属偶极子臂之间。本发明专利技术采用带状线设计，并采用空气介质，可以大大减小介质传输损耗，提高天线增益，保证频率扫描天线的低损耗特性，同时兼顾质量轻、体积小、加工简单的优点。体积小、加工简单的优点。体积小、加工简单的优点。

【技术实现步骤摘要】
频率扫描天线


[0001]本专利技术涉及通信
，具体涉及一种频率扫描天线。

技术介绍

[0002]雷达天线可通过机械和电气两种方式实现波束扫描。机械扫描由于扫描速度慢、反应时间长而不能满足现在很多应用场景的要求，电扫描就是在这样的前提下应运而生。电扫天线主要分为相控阵天线和频率扫描天线，相比于相控阵天线，频率扫描天线结构较为简单，通常为波导缝隙或微带贴片组成的直线阵或面阵结构，因此加工成本较低，特别是在毫米波频段，频率扫描天线更有利于实现系统的集成化和小型化。
[0003]相关技术中，频率扫描天线主要是波导和微带两种。波导频率扫描天线的缺点是尺寸重量大，无法便携使用，且加工工艺较复杂，成本较高。微带频率扫描天线的缺点是损耗较大，特别是在毫米波频段，损耗急剧增大，很大程度影响天线增益。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供了一种频率扫描天线。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术的实施例提出了一种频率扫描天线，包括：辐射单元，所述辐射单元包括多个偶极子天线单元，所述偶极子天线单元为带状线结构，所述偶极子天线单元包括：金属偶极子臂，所述金属偶极子臂包括两个，两个所述金属偶极子臂的中间用部分采用凸台安装固定，以使两个金属偶极子臂之间形成空气介质；馈线，所述馈线采用印制板材料加工，所述馈线设置在两个所述金属偶极子臂之间。
[0007]本专利技术上述的频率扫描天线还具有如下附加技术特征：
[0008]根据本专利技术的一个实施例，所述辐射单元采用慢走丝的线切割工艺进行加工。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，所述频扫天线馈电形式采用慢波线结构。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述金属偶极子臂采用铝板进行机械加工。
[0011]本专利技术的有益效果：
[0012]本专利技术采用带状线设计，并采用空气介质，可以大大减小介质传输损耗，提高天线增益，保证频率扫描天线的低损耗特性，同时兼顾质量轻、体积小、加工简单的优点；使用微带慢波线的设计形式，可以实现宽角度的扫描范围。
附图说明
[0013]图1是根据本专利技术一个实施例的偶极子天线单元的轴测图；
[0014]图2是根据本专利技术一个实施例的去掉其中一个金属偶极子臂的偶极子天线单元的轴测图；
[0015]图3是根据本专利技术一个实施例的偶极子天线单元的剖面结构示意图；
[0016]图4是根据本专利技术一个实施例的频率扫描天线的立体结构示意图；
[0017]图5是根据本专利技术一个实施例的馈线结构示意图。
具体实施方式
[0018]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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0019]本专利技术实施例提出的频率扫描天线包括：包括：辐射单元，辐射单元包括多个偶极子天线单元，如图1
‑
2所示，偶极子天线单元为带状线结构，偶极子天线单元包括：金属偶极子臂1和馈线2。
[0020]其中，如图3所示，金属偶极子臂1包括两个，两个金属偶极子臂1的中间用部分采用凸台安装固定，以使两个金属偶极子臂之间形成空气介质；馈线2采用印制板材料加工，馈线设置在两个金属偶极子臂1之间。
[0021]本专利技术的实施例中，辐射单元可以采用慢走丝的线切割工艺进行加工。金属偶极子臂1可以采用铝板进行机械加工。
[0022]具体地，偶极子天线单元采用带状线形式，主要原因是微带线馈线暴露在外，易受到其他的电磁干扰，同时阵子间的互耦影响也较大，而带状线由于馈线在介质板中间，屏蔽性较好，不易被干扰。带状线的结构主要由金属、馈线、介质组成。一般将带状线的结构用于天线设计时，通常采用印制板的加工形式，用印制板的基材作为介质，表面覆铜作为金属，内部覆铜作为馈线。但是考虑到印制板基材损耗大，本专利技术创造性地提出空气带状线天线方案(见图1
‑
2)，即采用空气介质代替印制板基材。
[0023]采用空气介质有两方面优点：1、空气介质的介电常数近似等于1，损耗值是所有材料中最低的，因此可以最大限度提升天线增益；2、空气介质能有效减少重量，是最佳的材料选择。
[0024]但是采用空气介质，原来印刷偶极子中的金属偶极子臂就没有介质支撑，因此选择采用金属板加工的形式，将天线单元的两个偶极子臂通过机械加工完成，两块金属板中间用部分凸台安装固定，形成空气介质。为了适应各种频段的设计要求，特别是随着频率升高，天线尺寸减小，加工精度要求更高，采用慢走丝的线切割工艺对辐射单元进行加工。整个频率扫描天线的立体结构可参见图4所示。馈线则采用印制板加，印制板上加工覆铜馈线2，馈线结构可参见图5所示。
[0025]在本专利技术的实施例中，所述频扫天线馈电形式采用慢波线结构。
[0026]具体地，频扫天线采用串馈结构，相邻阵元间馈线长度差而引入相位差，这就相当于天线阵各阵元被一等效慢波依次激励，这类馈电系统为慢波线结构。慢波线结构可以使天线阵方向图主波束的指向，在天线阵有限的工作频带内，随馈电频率的改变尽可能获得更大的偏移角度。在线性阵列中，用同一相位参数的馈线结构对任意相邻的两个辐射单元进行馈电，单元间距为d，馈线长度差为L，导内波长为λ
g
，工作波长λ，常数m，波束最大扫描角θ
max
：
[0027][0028]从上式中看到，要提高扫描范围θ
max
，最简单有效的就是增大馈线长度L。本专利技术中，印制板上加工覆铜馈线，选用最小厚度的印制板规格，重量可以忽略，这样就能根据扫描角度的需要，灵活增加馈线长度。
[0029]综上所述，根据本专利技术实施例的频率扫描天线，采用带状线设计，并采用空气介质，可以大大减小介质传输损耗，提高天线增益，保证频率扫描天线的低损耗特性，同时兼顾质量轻、体积小、加工简单的优点；使用微带慢波线的设计形式，可以实现宽角度的扫描范围。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0031]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频率扫描天线，其特征在于，包括：辐射单元，所述辐射单元包括多个偶极子天线单元，所述偶极子天线单元为带状线结构，所述偶极子天线单元包括：金属偶极子臂，所述金属偶极子臂包括两个，两个所述金属偶极子臂的中间用部分采用凸台安装固定，以使两个金属偶极子臂之间形成空气介质；馈线，所述馈线采用印制板材料加工，所述馈线...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁星，叶兵，杨帆，潘伟，吴凯芳，朱益先，
申请(专利权)人：常州第四无线电厂有限公司，
类型：发明
国别省市：