可用于多方位收发信与动态载体的微带天线阵系统技术方案

本发明专利技术涉及雷达，通信以及导航定位的微带天线技术领域，特别是一种可用于多方位收发信与动态载体的微带天线阵系统。由安装在载体不同方位上的若干个微带天线单元（１），接地板（２），馈线（３）和信号合成－分配器（４），从而进一步组成微带天线阵系统，其特点是：微带天线单元根据需要可以设计安放在天线载体的各个部位，即使天线载体是处于一个动态、旋转的状态，甚至其中某个或某几个天线单元被屏蔽物遮挡，无法接收信号，也可以通过此天线阵系统中的其它天线也可以接受从某个方向传来的信号。发射信号的机理与接收信号的机理相同。本发明专利技术不但可以可作为各种高频及微波系统接收天线使用，作为一个可逆过程，也可以作为发射天线使用。尤其适用于飞机，导弹，火箭等动态、旋转载体的小型化的卫星信号收发天线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达，通信以及导航定位的微带天线
，尤其适用于飞机，导弹，火箭等动态、信号被遮挡、旋转载体的小型化的卫星信号收发天线，是一种可用于多方位收发信与动态载体的微带天线阵系统。
技术介绍
在各种各样雷达，通信以及导航定位系统中，单片微带介质天线以及介质平面板上形成的由单片微带天线单元组成的微带天线阵，已被广泛应用。可是这种单片微带介质天线阵在使用时，天线阵只是在一定方向上，或在宽场波瓣范围上增益比微带天线单元有所提高，可是至今为止未能根据需要实现可以设计安放在天线载体的各个部位，即使天线载体是处于一个动态、旋转的状态，甚至其中某个或某几个天线单元被屏蔽物遮挡，无法接收信号，也可以通过此天线阵系统中的其它天线也可以接受从某个方向传来的信号。可是至今在雷达，通信以及导航定位的微带天线
，尤其适用于飞机、导弹和火箭等处于动态、信号被遮挡以及旋转载体的小型化的信号收发天线仍是一个未解决的问题。本专利技术是一种可用于多方位收发信与动态载体的微带天线阵系统。可以较好地解决上述问题。
技术实现思路
为了实现可用于多方位收发信与动态载体的微带天线阵系统。，本专利技术提出一种可用于多方位收发信与动态载体的微带天线阵系统的方法。本专利技术所采用的技术方案是通过微带天线单元(1)，接地板(2)，馈线(3)和信号合成分配器(4)，组成微带天线阵系统。天线单元根据需要可以设计安放在天线载体的各个部位，即使天线载体是处于一个动态、旋转的状态，甚至其中某个或某几个天线单元被屏蔽物遮挡，无法接收信号，也可以通过此天线阵系统中的其它天线接受从某个方向传来的信号。同样，对于发射天线阵来讲，即使天线载体是处于一个动态、旋转的状态，甚至其中某个或某几个天线单元被屏蔽物遮挡，无法向特定方向发射信号，也可以通过此天线阵系统中的其它天线向某个方向发射信号。天线阵可以应载体的形状和收发性能的要求设计。包括天线阵的一部分被遮挡，一部分可以收发，并且两者也可以通过机械式或开关式自由切换。通过天线阵系统的整体布局，可以使天线阵场波瓣设计为任意角度。此外，我们设计微带天线阵系统中的微带天线单元(1)，根据频率、频率带宽，增益和场波瓣角度，可以将其设计为微带各种形状的贴片天线、微带槽型天线、微带螺旋天线以及多层基板的各种微带天线单元。设计出的各个微带天线单元1的几何尺寸可以是相同的，也可以是不同的。从本专利技术更广义的角度来讲，由微带天线单元1构成天线阵中的某个方向面体上可以包含一个以上相同或不同的微带天线单元，这样可以提高在这个方向上的天线增益、带宽和场波瓣角度。为了提高整个接收机系统的灵敏度和增加各路信号的隔离度，对于接收用的微带天线阵系统中的各个微带天线单元(1)后可以连接附加低噪声放大器(5)，信号经过各个低噪声放大器放大，进入到信号分配-合成器(4)，进行信号合成。同样，为了提高整个发射机的效率，对于发射用的微带天线阵系统中的各个微带天线单元(1)后可以连接附加功率放大器(6)同时也相应地增加了各路信号的隔离度，发射机分配出来的信号，在各个功率放大器(6)进行放大后，经天线发射到空间。根据具体电路和系统的要求，有时要求各路信号的合成-分配的时延尽可能一致，或尽可能小的信号相位差。在本专利技术的电路设计中各路线路结构尽可能对称一致，或设计出各路信号到达要求界面点时时延和相位一致。在本专利技术中，可以在各个分路内加入时延和相位为调整电路，来满足电路和系统的要求。参照图1，图2，图3，图4，图5，这种微带天线阵各部分的符号说明如下(1).微带天线单元1(2).接地反射板2(3).馈线3(4).信号合成-分配器4(5).低噪声放大器5(6).功率放大器6(7).隔离器7(8).导弹头部8由于本专利技术是一种可用于多方位收发信与动态载体的微带天线阵系统，在军用和民用等多方面有广泛的应用价值。因此本专利技术具有以下优点a.适用于动态载体、例如旋转导弹、智能炮弹载体的信号收发天线系统。b.适用于一部分天线单元的信号被遮挡，另一部分天线单元的信号可收发，必要时这两部分天线单元相互切换。例如飞行体体部下端或翅膀下的挂弹上的天线单元与机体上的天线单元的相互切换时，接收机能正常工作。c.根据接收机的要求，天线载体上灵活地设置微带天线单元，各单元信号既具有较好的隔离度，又可以通过信号合成-分配器进行信号的分配与合成。d.根据发射机的要求，天线载体上灵活地设置微带天线单元，各单元信号既具有较好的隔离度，又可以通过信号合成-分配器进行信号的分配。e.特别适合各种情况下的卫星通信，卫星导航定位收发信机的应用。附图说明图1是本专利技术的微带天线阵系统示意图。图2是天线阵的载体在转动状态的天线阵天线波瓣方向图的示意图。图3是微带介质接收天线阵中的各个微带天线单元配合各个低噪声放大器放大，进行信号合成的示意图。图4是微带介质发射天线阵中各个微带天线单元连接附加功率放大器9，经天线发射到空间示意图。图5(a)是微带介质接收天线阵中的各个微带天线单元配合各个隔离器，进行信号合成的示意图，此隔离器主要是增加各个端之间的隔离度。图5(b)是微带介质发射天线阵中的各个微带天线单元配合各个隔离器，进行信号功率分配的示意图，此隔离器主要也是增加各个端之间的隔离度。图6是信号合成-分配器的基本单元的例子。图6(a)是1/4波长微带线构成信号合成-分配器的例子；图6(b)是集中参数器件构成信号合成-分配器的例子。图7是将本专利技术用于旋转状态的智能炮弹弹头的4面天线阵和信号合成器，来接收卫星信号进行导航定位以及通信的示意装配图。具体实施方式本专利技术公开了一种涉及雷达，通信以及导航定位的微带天线
，特别是一种可用于多方位收发信与动态载体的微带天线阵系统。由安装在载体不同方位上的若干个微带天线单元(1)，接地板(2)，馈线(3)和信号合成-分配器(4)，从而进一步组成微带天线阵系统，其特点是微带天线单元根据需要可以设计安放在天线载体的各个部位，即使天线载体是处于一个动态、旋转的状态，甚至其中某个或某几个天线单元被屏蔽物遮挡，无法接收信号，也可以通过此天线阵系统中的其它天线也可以接受从某个方向传来的信号。发射信号的机理与接收信号的机理相同。本专利技术不但可以可作为各种高频及微波系统接收天线使用，作为一个可逆过程，也可以作为发射天线使用。尤其适用于飞机，导弹，火箭等动态、旋转载体的小型化的卫星信号收发天线。请参阅图1，这是本专利技术，即多方位收信与动态载体的微带天线阵系统在旋转运动的导弹弹头上4个方位构成的例子。该天线包括微带天线单元(1)，接地反射面(2)和馈线(3)，从而进一步组成多面体微带天线阵，其特征是多面体的微带介质板根据需要可以设计为与底面任意角度的任意多面体，来满足高增益和宽角度场波瓣的要求。图2是本专利技术实施前后，天线方向图的示意图的例子。其中图2(a)本专利技术实施前，一个微带天线单元的天线方向图的例子。可以看出一个微带天线单元的天线方向图中的-3dB径向场波瓣只有120°左右，比较窄。图2(b)本专利技术实施后，四面椎体结构的微带天线阵的天线方向图的例子。可以看出天线阵的天线方向图中的场波瓣比一个微带天线单元的-3dB场波瓣要可以宽许多，达到360°左右。这里以接收天线为例并参照图3，这种微带天线阵的微带天线单元1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于多方位与动态载体的微带天线阵系统，该天线阵系统包括：微带天线单元（１），接地板（２），馈线（３）和信号合成－分配器（４），从而进一步组成微带天线阵系统，其特征是：危殆天线单元根据需要可以设计安放在天线载体的各个部位，即使天线载体是处于一个动态、旋转的状态，甚至其中某个或某几个天线单元被屏蔽物遮挡，无法接收信号，也可以通过此天线阵系统中的其它天线接受从某个方向传来的信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马冠一，
申请(专利权)人：马冠一，阎跃鹏，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]