一种低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈制造技术

本发明专利技术提供了一种低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈，所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈包括多个在线阵方向等间距均匀排列的高性能双极化带状线天线单元，分别以多个单元有源子阵接双极化子阵网络、收发组件和双极化行馈网络；其中，每个所述的双极化带状线天线单元通过不同端口馈电实现水平、垂直双极化性能，收发组件为T/R组件，T/R组件是指一个无线收发系统中射频与天线之间的部分，即T/R组件一端接天线，一端接中频处理单元就构成一个无线收发系统；通过在子阵网络、收发组件、行馈网络三级幅度加权，实现了低副瓣甚至超低副瓣性能。瓣甚至超低副瓣性能。瓣甚至超低副瓣性能。

【技术实现步骤摘要】
一种低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈


[0001]本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈。

技术介绍

[0002]相控阵天气雷达需要对气象目标进行识别，利用水平、垂直两个极化电磁波对气象目标的不同响应特性进行气象活动判断和危险天气预报预警。采用水平、垂直两个极化同时工作的双偏振相控阵技术已成为气象雷达发展趋势，未来5
‑
10年必将在全国甚至全球范围内得到大规模发展。
[0003]为了在经济性和探测性能上获取较好的平衡，目前相控阵天气雷达大多采用一维数字相控阵体制。一维数字相控阵天线阵列必然采用一维线阵来进行组阵，这种线阵一般又称行馈。波导缝隙天线行馈是一种常用选择，其具有成本低、损耗小、成品率高的明显优点，但波导缝隙天线行馈在双偏振(双极化)技术应用上存在制约发展的显著缺点：由于波导缝隙天线需要分别在2根不同波导的窄边、宽边开缝来实现水平和垂直极化，无法在同一天线行馈上实现水平、垂直双偏振性能，很难保证双极化一致性，很难实现大角度扫描，且存在频扫和色散效应。
[0004]为了解决波导缝隙天线行馈带来的问题，有研究单位选择了另外的技术路径，如基于双极化微带偶极子天线与传统威尔金森功分网络的双极化微带天线行馈，但采用了规模庞大的威尔金森功分网络，不仅增加了硬件成本和设备调试成本，还大幅增加了射频网络损耗和噪声系数损失。例如，在C波段，采用1
°
波束宽度的传统偶极子天线行馈需要64甚至96端口的馈电网络，损耗超过
‑/>3dB；且随着频率越高、波束越窄，微带功分网络传输路径长、造成的损耗更大，严重制约了此种类型的天线行馈应用。
[0005]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种有源相控阵天线行馈，解决现有技术增加了硬件成本和设备调试成本，还大幅增加了射频网络损耗和噪声系数损失的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈，所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈包括多个在线阵方向等间距均匀排列的高性能双极化带状线天线单元，分别以多个单元有源子阵接双极化子阵网络、收发组件和双极化行馈网络；其中，每个所述的双极化带状线天线单元通过不同端口馈电实现水平、垂直双极化性能，收发组件为T/R组件，T/R组件是指一个无线收发系统中射频与天线之间的部分，即T/R组件一端接天线，一端接中频处理单元就构成一个无线收发系统。
[0008]优选地，所述的有源相控阵天线行馈包括一体化介质包封罩、所述高性能双极化
带状线天线单元、所述收发组件和双极化行馈网络、收发加权的有源组件、量化加权的行馈级双极化馈电网络及结构安等辅助设备；
[0009]其中，所述等相位中心的高性能双极化带状线天线单元采用金属化过孔的介质带状线正交高极化隔离度的天线，所述高极化隔离度的天线包括偶极子天线。
[0010]优选地，所述多个单元有源子阵包含子阵介质包封罩、所述多个在线阵方向等间距均匀排列的高性能双极化带状线天线单元、背靠背共壁设计的双极化子阵馈电网络、双极化通道独立工作的所述收发组件；
[0011]其中，所述单元有源子阵内等间距排列4单个天线单元或6单个天线单元或8单个天线单元，所述收发组件包括采用多通道组合式T/R组件形式。
[0012]优选地，通过所述双极化子阵馈电网络、所述双极化通道独立工作的所述收发组件和双极化行馈网络实现组合式拟合低副瓣幅度加权。
[0013]优选地，所述的双极化带状线天线单元采用两个带状线正交偶极子天线，且在馈电巴伦和辐射臂上设置有金属化过孔，并通过调节馈电巴伦和辐射臂尺寸，实现水平、垂直极化优于
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35dB的隔离度，且两个极化天线的辐射相位中心重合、相位波瓣一致。
[0014]优选地，所述背靠背共壁设计的双极化子阵馈电网络的总口与所述收发组件互联，所述背靠背共壁设计的双极化子阵馈电网络的分口分别与水平、垂直极化天线单元采用探针形式焊接互联，所述双极化子阵馈电网络金属的壳体与所述垂直极化天线单元的反射底板一体化。
[0015]优选地，所述背靠背共壁设计的双极化子阵馈电网络的总口都与所述收发组件有源通道互联，所述收发组件包括环形器、发射通道、接收通道、供电与控制模块；
[0016]所收发组件采用四通道组合式设计，其中发射通道包括1个共用的激励放大通道、2个独立的末级发射功率管，且每个末级功率管型号相同；
[0017]所述收发组件内四个接收通道独立设计，分别为环形器后的限幅器、低噪声放大器、衰减器；信号在四个接收通道经过衰减器后，在收发组件内等功分合成为一路总接收信号，通过收发切换开关后，与四通道的所述收发组件总口连接；
[0018]其中，所述收发切换开关、所述衰减器、接收电源、发射电源的控制信号和收发组件内的供电，都由收发组件内的低频J30J多芯连接器接入。
[0019]优选地，所述的同一个行馈级的多个双极化有源子阵内收发组件的总口分别与水平、垂直两个极化的行馈加权网络连接，所述行馈加权网络根据有源子阵内的子阵馈电网络加权、收发组件接收发射加权，设计行馈网络量化加权；
[0020]其中，水平、垂直极化的所述行馈加权网络的分口与各有源子阵的收发组件连接，水平、垂直极化的所述行馈加权网络总口与上下变频组件连接，所述上下变频组件分别形成发射中频激励信号的上变频和放大、接收行馈放大合成信号的放大和下变频到中频，送至数字组件采样和处理。
[0021]优选地，所述的有源子阵内子阵馈电网络壳体与介质包一体化封罩；
[0022]天线无源子阵自身密闭结构，通过框架结构和天线罩密封，天线无源子阵的天线罩与反射板通过硅酮结构胶连接并密封防水，所述反射板内部台阶对天线罩限位，反射板外部挡圈与天线罩之间留有间隙，以填充硅酮结构胶。
[0023]借由以上的技术方案，本专利技术的有益效果如下：
[0024]所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈包括多个在线阵方向等间距均匀排列的高性能双极化带状线天线单元，分别以多个单元有源子阵接双极化子阵网络、收发组件和双极化行馈网络；其中，每个所述的双极化带状线天线单元通过不同端口馈电实现水平、垂直双极化性能，收发组件为T/R组件，T/R组件是指一个无线收发系统中射频与天线之间的部分，即T/R组件一端接天线，一端接中频处理单元就构成一个无线收发系统；通过在子阵网络、收发组件、行馈网络三级幅度加权，实现了低副瓣甚至超低副瓣性能。
附图说明
[0025]图1是本申请的一种低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈的系统组成示意图；
[0026本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈，其特征在于，所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈包括多个在线阵方向等间距均匀排列的高性能双极化带状线天线单元，分别以多个单元有源子阵接双极化子阵网络、收发组件和双极化行馈网络；其中，每个所述的双极化带状线天线单元通过不同端口馈电实现水平、垂直双极化性能，收发组件为T/R组件，T/R组件是指一个无线收发系统中射频与天线之间的部分，即T/R组件一端接天线，一端接中频处理单元就构成一个无线收发系统。2.根据权利要求1所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈，其特征在于，所述的有源相控阵天线行馈包括一体化介质包封罩、所述高性能双极化带状线天线单元、所述收发组件和双极化行馈网络、收发加权的有源组件、量化加权的行馈级双极化馈电网络及结构安等辅助设备；其中，所述等相位中心的高性能双极化带状线天线单元采用金属化过孔的介质带状线正交高极化隔离度的天线，所述高极化隔离度的天线包括偶极子天线。3.根据权利要求2所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈，其特征在于，所述多个单元有源子阵包含子阵介质包封罩、所述多个在线阵方向等间距均匀排列的高性能双极化带状线天线单元、背靠背共壁设计的双极化子阵馈电网络、双极化通道独立工作的所述收发组件；其中，所述单元有源子阵内等间距排列4单个天线单元或6单个天线单元或8单个天线单元，所述收发组件包括采用多通道组合式T/R组件形式。4.根据权利要求3所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈，其特征在于，通过所述双极化子阵馈电网络、所述双极化通道独立工作的所述收发组件和双极化行馈网络实现组合式拟合低副瓣幅度加权。5.根据权利要求4所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈，其特征在于，所述的双极化带状线天线单元采用两个带状线正交偶极子天线，且在馈电巴伦和辐射臂上设置有金属化过孔，并通过调节馈电巴伦和辐射臂尺寸，实现水平、垂直极化优于
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35dB的隔离度，且两个极化天线的辐射相位中心重合、相位波瓣一致。6.根据权利要求5所述的低副瓣低损耗双偏振有源相控阵天线行馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：任波，王晓，花艳俊，
申请(专利权)人：南京华成微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：