一種緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發(fā)雙天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發(fā)雙天線。
【背景技術(shù)】
[0002]便攜式偵察雷達(dá)能測定特定區(qū)域內(nèi)的人員、車輛、艦船等目標(biāo)的方位、距離和活動(dòng)路線，提供目標(biāo)活動(dòng)情報(bào)，實(shí)現(xiàn)對特定區(qū)域的警戒，可廣泛應(yīng)用軍事和民用領(lǐng)域。國內(nèi)外現(xiàn)有多款便攜式偵察雷達(dá)，主要包括的PPS-ro雷達(dá)、SQUIRE雷達(dá)，、LyralO雷達(dá)，RSR950Ngada雷達(dá)，EL/M-2140雷達(dá)和ST-312雷達(dá)等。
[0003]天線作為雷達(dá)的關(guān)鍵部件，對雷達(dá)性能的影響很大。經(jīng)資料查詢和分析，上述便攜式雷達(dá)采用的天線存在如下不足:
[0004]1.天線重量和尺寸偏大。如PPS-OT雷達(dá)重34.5公斤，SQUIRE雷達(dá)重約23公斤，LyralO雷達(dá)重25公斤，RSR950 Ngada雷達(dá)重約43.8公斤。天線的重量和尺寸在雷達(dá)整機(jī)重量中占有很大的比例，所以減輕天線重量，減小天線尺寸對提升雷達(dá)性能至關(guān)重要。
[0005]2.天線采用機(jī)械掃描體制，如PPS-OT雷達(dá)，LyralO雷達(dá)和EL/M-2140雷達(dá)等。機(jī)械掃描體制天線使雷達(dá)波束掃描速度慢、功耗大、可靠性降低。
[0006]電掃體制天線具有體積小、控制靈活、波束掃描快速無慣性等優(yōu)點(diǎn)，但在微波高頻段，有源相控電掃天線用到的數(shù)字移相器、T/R組件等核心部件價(jià)格高，系統(tǒng)較復(fù)雜，成本較昂貴，一般用戶難以接收(胡明春，周志鵬，嚴(yán)偉.相控陣?yán)走_(dá)收發(fā)組件技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社，2010)。
[0007]頻掃體制天線由于其實(shí)現(xiàn)方便、成本低、波束指向和波束形狀變化快速、易于形成多個(gè)波束等優(yōu)點(diǎn)，可較好的解決電掃性能與成本的矛盾，但也存在結(jié)構(gòu)件較多、饋電方式復(fù)雜、重量較大(李斌，趙交成，李旭平.頻掃單脈沖天線技術(shù)研宄.火控雷達(dá)技術(shù)，第40卷第 I 期，2011 (3):83-90 頁)。
[0008]寬角掃描時(shí)波束副瓣較高，且寬角掃描時(shí)采用微帶天線單元難以布線組陣等不足(王昊，倪晶，葛平，馬曉峰，盛衛(wèi)星.低損耗混合饋電波導(dǎo)慢波線頻掃陣列設(shè)計(jì).2011年全國微波毫米波會(huì)議論文集:756-759頁)，(劉永康.微帶頻掃天線陣列研宄與設(shè)計(jì)[D]，南京:南京理工大學(xué)，2009)。
[0009]3.采用單個(gè)天線分時(shí)收發(fā)?，F(xiàn)有便攜式偵察雷達(dá)有相當(dāng)一部分采用脈沖多普勒體制，如ST-312雷達(dá)和LyralO雷達(dá)。此體制雷達(dá)存在較大的距離和速度盲區(qū)，難以觀測近區(qū)慢速小目標(biāo)，采用調(diào)頻連續(xù)波體制可以較好的解決這一問題。但是調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)一般需要采用雙天線同時(shí)工作，一發(fā)一收，此情況下收發(fā)天線的隔離度對回波信號的檢測性能影響很大，必須采用相應(yīng)的手段提高收發(fā)天線之間的隔離度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、隔離度高、重量輕、可電掃描，便于組成雙天線陣列的緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發(fā)雙天線。
[0011]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段解決上述問題的:一種緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發(fā)雙天線，包括兩套平齊的雙層平面微帶天線陣，金屬隔離條，金屬框架；
[0012]該金屬隔離條位于該金屬框架的表面，并位于兩套雙層平面微帶天線陣之間；
[0013]每套雙層平面微帶天線陣包括上層微帶天線陣面，支撐泡沫，下層微帶天線陣面，接地板；該支撐泡沫位于該上、下兩層微帶天線陣面之間；該接地板位于該下層微帶天線陣面和金屬框架之間；
[0014]該上、下兩層微帶天線陣面的相對面上均設(shè)有若干對應(yīng)的導(dǎo)電矩形貼片，且每一組上下對應(yīng)的導(dǎo)電矩形貼片形成一個(gè)導(dǎo)電矩形貼片組，且下層微帶天線陣面的導(dǎo)電矩形貼片采用微帶線的非輻射邊饋電方式；
[0015]該金屬框架的表面設(shè)有兩條波導(dǎo)饋線，兩條波導(dǎo)饋線端口分別相連有四個(gè)寬帶低損耗同軸波導(dǎo)變換。
[0016]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該上層微帶天線陣面、該支撐泡沫、該下層微帶天線陣面、該接地板、該金屬框架之間均采用導(dǎo)電性膠膜連接。
[0017]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發(fā)雙天線的工作波段為波長17.14?19.35mm的Ku波段，中心頻率λ ^波長為18.18_。
[0018]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該波導(dǎo)饋線是由在該金屬框架上開設(shè)曲線狀通孔而成；該寬帶低損耗同軸波導(dǎo)變換焊接在該波導(dǎo)饋線的端口。
[0019]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每套雙層平面微帶天線陣包括42列線陣，每列線陣包括12個(gè)導(dǎo)電矩形貼片組。
[0020]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該上、下兩層微帶天線陣面均采用厚度為0.254mm，相對介電常數(shù)為2.92的介質(zhì)基板。
[0021]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該支撐泡沫該支撐泡沫呈工字型。
[0022]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)波導(dǎo)饋線呈連續(xù)的U型狀，并包含42個(gè)U型彎曲波導(dǎo)。
[0023]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該接地板上開設(shè)有若干與該波導(dǎo)饋線耦合的縫隙長度，其長度范圍為5.7?9mm，沿豎直方向傾斜角度范圍為22°?58.8°。
[0024]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該金屬隔離條位于該金屬框架的正中心；兩條波導(dǎo)饋線分別平行位于該金屬隔離條的兩邊。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]1.本發(fā)明的緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發(fā)雙天線采用一體化工藝，將波導(dǎo)饋線、寬帶低損耗同軸波導(dǎo)變換、金屬隔離條集中加工在一塊金屬框架上，結(jié)構(gòu)簡單，減少了加工工藝流程，降低了天線的加工難度，有效減輕了天線系統(tǒng)的重量。
[0027]2.采用兩條波導(dǎo)饋線和雙層平面微帶天線陣結(jié)構(gòu)形式，可使天線工作于頻掃連續(xù)波體制雷達(dá)中，提升了便攜式雷達(dá)系統(tǒng)偵察慢速小目標(biāo)的能力。
[0028]3.兩套雙層平面微帶天線陣，即組成雙天線結(jié)構(gòu)，在雙天線中間增加了一個(gè)金屬隔離條，有效地提高了收發(fā)天線的隔離度，改善了后端信號檢測性能。
[0029]4.該導(dǎo)電矩形貼片組為雙層貼片，且下層微帶天線陣面的導(dǎo)電矩形貼片采用微帶線的非輻射邊饋電方式，拓展了天線的工作帶寬，增加了天線布陣走線的空間，便于實(shí)現(xiàn)天線波束的寬角掃描。
[0030]5.采用結(jié)構(gòu)簡單的寬帶低損耗同軸波導(dǎo)變換，以及經(jīng)過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)修正的波導(dǎo)縫隙耦合饋電網(wǎng)絡(luò)，提高了設(shè)計(jì)精度，實(shí)現(xiàn)了天線波束掃描范圍內(nèi)的低副瓣性能，從而改善了雙天線的隔離度。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施方式的左視圖；
[0032]圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施方式的俯視圖；
[0033]圖3為圖1中金屬框架4的示意圖；
[0034]圖4為圖1中上層微帶天線陣面11的仰視圖；
[0035]圖5為圖1中下層微帶天線陣面13的俯視圖；
[0036]圖6為圖1中接地板14的俯視圖；
[0037]圖7為本發(fā)明較佳實(shí)施方式的反射系數(shù)圖；
[0038]圖8分別為本發(fā)明較佳實(shí)施方式的方位向掃描至-40°、0°和+40°時(shí)的方向圖；
[0039]圖9為本發(fā)明較佳實(shí)施方式的收發(fā)天線之間的隔離度圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0041]工作于波長17.14?19.35mm的Ku波段的緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發(fā)雙天線，中心頻率λ ^波長為18.18mm，中心頻率f ^為16.5GHz，下邊頻“為15.7GHz，上邊頻 fH為 17.2GHzo
[0042]參見圖1、圖2，一種緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發(fā)雙天線，包括兩套平齊的第一雙層平面微帶天線陣I和第二雙層平面微帶天線陣2，薄的金屬隔離條3，金屬框架4。
[0043]該金屬隔離條3位于該金屬框架4的上表面中心，并位于兩套雙層平面微帶天線陣I