一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过在缝隙耦合微带天线的地面层加载四个L型锯齿缝隙的方法抑制天线表面波能量的产生，减少天线性能随地面尺寸大小变化的影响，实现了天线单元性能的稳定性。采用本发明专利技术提出的方法实现的天线作为有源相控阵的阵中单元，极大地优化提升了阵中单元的隔离度特性，有效地保证了整阵天线的性能。本发明专利技术提出的方法对其他频段或其他形式的缝隙耦合微带天线具有积极的引导借鉴意义。耦合微带天线具有积极的引导借鉴意义。耦合微带天线具有积极的引导借鉴意义。

【技术实现步骤摘要】
一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法


[0001]本专利技术属于天线
，具体涉及一种减少缝隙耦合微带天线地面尺寸大小对天线性能影响的方法。该方法实现的天线结构紧凑、低剖面、易集成、成本低，是构建通用化相控阵天线系统的理想单元形式。

技术介绍

[0002]天线单元作为有源相控阵的重要组成部分，其特性对阵列性能起到了至关重要的作用，单元的匹配及耦合特性决定了阵列的空域扫描能力，传统的缝隙耦合微带天线的性能由于表面波能量的产生使天线性能极易受到地面尺寸大小的扰动，根本无法作为有源相控阵的天线单元。为了尽可能的保证阵中单元性能及天线参数的独立性，使天线性能不随天线参数如地面尺寸大小的变化而变化，有学者提出在辐射贴片层及馈电网络层周围设置金属化隔离过孔，在介质板内部形成封闭的腔体结构，从而达到抑制表面波能量的目的，优化提升阵中单元的隔离度特性，降低单元间的互耦对天线性能的扰动，但是这种设置金属化隔离过孔的方式破坏了带耦合缝隙接地面层的连续性，而且在天线介质基板层数多的情况下需要加工成金属化盲孔，这种方式加工工艺复杂而且成本较高。

技术实现思路

[0003]要解决的技术问题
[0004]由于出现表面波能量，微带天线的性能极易受到地面尺寸大小的影响，特别在采用缝隙耦合微带天线单元组成阵列天线时，单元间的互耦会对天线性能造成严重扰动，因此必须采取措施抑制缝隙耦合微带天线的表面波能量。
[0005]针对缝隙耦合微带天线单元的性能极易受到地面尺寸大小变化的影响，本专利技术提供一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法，在带耦合缝隙的地面层上加载四个L型锯齿缝隙以抑制天线单元的表面波能量，降低天线阵列中单元互耦对天线性能的扰动，达到保持阵中单元性能独立性的目的。
[0006]技术方案
[0007]一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法，其特征在于在缝隙耦合微带天线的地面上引入L型锯齿缝隙以减少地面尺寸大小对天线性能的影响。
[0008]本专利技术进一步的技术方案：所述的L型锯齿缝隙为4个。
[0009]一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的天线结构，其特征在于：由三层介质板层压构成，由上至下分别是顶层介质板、中间层介质板和下层介质板，三层介质板之间通过第一半固化片和第二固化片连接成为整体；辐射贴片位于顶层介质板的上表面，带状线形式的馈线位于下层介质板的上表面，耦合辐射缝隙位于中间层介质板的上表面，带状线形式的馈线上传输的能量通过耦合辐射缝隙耦合到辐射贴片上，四个L型锯齿缝隙位于带辐射耦合缝隙的地面层，对称分布在辐射耦合缝隙的四个对角。
[0010]本专利技术进一步的技术方案：所述的辐射耦合缝隙为H型。
[0011]本专利技术进一步的技术方案：所述的辐射贴片为矩形。
[0012]本专利技术进一步的技术方案：所述的L型锯齿缝隙的长度L1和L2与辐射贴片的长度PL相等，L型锯齿缝隙的锯齿的长度L3为L1的0.15倍，L型锯齿缝隙的锯齿的宽度W1与耦合辐射缝隙的宽度SW相等。
[0013]本专利技术进一步的技术方案：所述的中间层介质板和下层介质板厚度相等。
[0014]本专利技术进一步的技术方案：所述的第一半固化片和第二固化片厚度相等。
[0015]一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的天线结构的性能调节方法，其特征在于：联和调整耦合缝隙的尺寸、辐射贴片的尺寸、馈线的长度以及L型锯齿缝隙的尺寸及位置以使天线单元的性能实现最优。
[0016]有益效果
[0017]本专利技术提供的一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法，只需要在带耦合缝隙的地面层上再加载一些L型锯齿缝隙即可达到与设置金属化隔离过孔同样甚至更优的效果，并且本专利技术提出的方法加工工艺简单，成本低廉。天线单元性能稳定，将其作为有源相控阵天线单元时能提升阵中单元的隔离度特性，降低单元间的互耦效应以使整阵天线的性能达到最优。本专利技术提出的方法对其他频段或其他形式的缝隙耦合微带天线具有积极的引导借鉴意义。
附图说明
[0018]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0019]图1本专利技术实施例的缝隙耦合微带天线单元分层结构示意图；
[0020]图2本专利技术实施例的缝隙耦合微带天线单元示意图；
[0021]图3本专利技术实施例的缝隙耦合微带天线的仿真模型图；
[0022]图4传统缝隙耦合微带天线的驻波随地板尺寸的变化图；
[0023]图5本专利技术实施例提出的加载L型锯齿缝隙的缝隙耦合微带天线的驻波随地板尺寸的变化图；
[0024]图6本专利技术实施例提出的加载L型锯齿缝隙的缝隙耦合微带天线的方向图。
[0025]1‑
顶层介质板、2
‑
中间层介质板、3
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下层介质板、4
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第一半固化片、5
‑
第二半固化片、6
‑
辐射贴片层、7
‑
地面层、8
‑
馈线层、9
‑
接地层、10
‑
整体天线结构、11
‑
辐射贴片、12
‑
耦合缝隙、13
‑
馈线、14
‑
L型锯齿缝隙、
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]本实施例提出了一种减少缝隙耦合微带天线地面尺寸大小变化对天线性能影响的方法。参照附图1所示，包括三层介质板，厚度为subh1的顶层介质板1，厚度均为sub2的中间层介质板2和下层介质板3，三层介质板之间由厚度为hp的半固化片连接成为一个整体。
矩形辐射贴片11位于顶层介质板1上，带状线形式的馈线13位于下层介质板3上，耦合辐射缝隙12位于地面层7，带状线形式的馈线上传输的能量通过耦合缝隙12耦合到辐射贴片11上。四个L型的锯齿缝隙14位于带耦合缝隙12的地面层7，对称分布在耦合缝隙12的四个对角，四个L型锯齿缝隙切断了地面层7上的电流分布，有效的抑制了天线单元表面波能量的产生，从而使天线在空间中实现理想且稳定的辐射，其性能不会受到地面层尺寸大小变化的影响。
[0028]参照附图2，本专利技术实施例中，三层介质板材均选用介电常数为3.0的Taconic TSM
‑
DS3，正方形介质板的边长为GNDW，天线工作的频率为Ka频段，中心频率为34.5GHz。L型锯齿缝隙的长度L1和L2与辐射贴片的长度PL基本相当，锯齿的长度L3约为L1的0.15倍，L型锯齿缝隙的宽度W1与耦合缝的宽度SW相等。联和调整耦合缝隙12的尺寸、辐射贴片11的大小、馈线13的长度以及L型锯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法，其特征在于在缝隙耦合微带天线的地面上引入L型锯齿缝隙以减少地面尺寸大小对天线性能的影响。2.根据权利要求1所述的一种减少缝隙耦合微带天线地面大小影响的方法，其特征在于所述的L型锯齿缝隙为4个。3.一种权利要求2所述的方法得到的天线结构，其特征在于：由三层介质板层压构成，由上至下分别是顶层介质板(1)、中间层介质板(2)和下层介质板(3)，三层介质板之间通过第一半固化片(4)和第二固化片(5)连接成为整体；辐射贴片(11)位于顶层介质板(1)的上表面，带状线形式的馈线(13)位于下层介质板(3)的上表面，耦合辐射缝隙(12)位于中间层介质板(2)的上表面，带状线形式的馈线(13)上传输的能量通过耦合辐射缝隙(12)耦合到辐射贴片(11)上，四个L型锯齿缝隙(14)位于带辐射耦合缝隙(12)的地面层(7)，对称分布在辐射耦合缝隙(12)的四个对角。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐艳，马汉清，李存龙，武星帆，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：