一种基于三角形布阵的传输阵列天线制造技术

本发明专利技术公开了一种基于三角形布阵的传输阵列天线，该传输阵列天线包括传输阵面和馈源，馈源位于传输阵面的下方，用于对传输阵面进行空间馈电；传输阵面由

【技术实现步骤摘要】
一种基于三角形布阵的传输阵列天线


[0001]本专利技术属于天线
，涉及一种基于三角形布阵的传输阵列天线
。

技术介绍

[0002]传输阵天线主要由馈源和传输阵面组成，馈源发出的球面波照射到平面传输阵面上，由于其到达阵面上每个单元的路径不同，各个单元之间存在一定的相位差，通过控制阵面上每个单元的相移，使得电磁波经过传输阵面后形成同相波前，从而实现高增益波束辐射到自由空间中
。
与传统的高增益天线相比，传输阵天线具有重量轻
、
体积小
、
成本低等优点
。
此外，传输阵天线采用的空间馈电方式消除了大阵列天线馈电网络带来的损耗，提高了天线的辐射效率
。
[0003]圆极化传输阵天线具有定向传输
、
干扰抑制
、
灵活性和高效性等优势，在通信
、
雷达和天线技术等领域具有广泛的应用前景
。
现有的圆极化传输阵使用的馈源分为线极化馈源和圆极化馈源两类
。
第一类是使用圆极化馈源照射传输阵面，这一类传输阵通过改变单元的尺寸大小来进行相位补偿，但是这样将改变甚至恶化传输系数，很难在宽频带内实现低插入损耗的的单元，因此这类传输阵的带宽窄，口径效率低
。
第二类是使用线极化馈源照射的线
‑
圆极化转化的传输阵，主要有两种传输单元：一种是接收层和发射层的贴片结构一致，通过顺序旋转发射层贴片来实现圆极化，这种方式基于电磁波的极化分解原理，在调控圆极化波相位时，只考虑了一种旋向的相位补偿，导致损失了一半的能量，降低天线的口径效率；另一种是发射层贴片为圆极化贴片，接收层为线极化贴片，两者结构不同，为了在较宽的带宽内实现较低的插入损耗，有必要实现上下单元之间的良好匹配
。
[0004]然而，在现有技术中，大多数单元结构的金属通孔不在单元中心
。
因为在进行相位补偿时，需要旋转单元的发射贴片，所以金属通孔不在单元中心的单元为了使贴片在旋转过程中不超出的单元的周期，就需要设置大一点的单元周期，而单元周期的增大会在一定程度影响单元的性能
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于三角形布阵的传输阵列天线
。
本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种基于三角形布阵的传输阵列天线，包括传输阵面和馈源，所述馈源位于所述传输阵面的下方，用于对所述传输阵面进行空间馈电；
[0007]所述传输阵面由
N
个按照三角形布阵排布的传输阵列单元组成，
N
为大于零的自然数；
[0008]所述传输阵列单元为多层叠加结构，由上至下依次包括发射层
、
第一层介质基板
、
接地层
、
第二层介质基板和接收层；
[0009]所述第一层介质基板的中心开设有第一金属化通孔，所述第一金属化通孔的顶部与所述发射层的中心连接；
[0010]所述接地层的中心开设一隔离通孔；
[0011]所述第二层介质基板的中心开设有第二金属化通孔，所述第二金属化通孔的底部与所述接收层的中心连接
。
[0012]本专利技术的一个实施例中，所述隔离通孔的直径大于所述第一金属化通孔和所述第二金属化通孔的直径
。
[0013]本专利技术的一个实施例中，所述发射层包括发射贴片和开口圆形谐振环，所述开口圆形谐振环位于所述发射贴片的外周；
[0014]所述发射贴片包括圆形发射贴片和位于所述圆形发射贴片外周的圆环形发射贴片，所述圆形发射贴片和所述圆环形发射贴片通过一发射连接片连接；
[0015]所述圆形发射贴片与所述第一金属化通孔的顶部连接
。
[0016]本专利技术的一个实施例中，所述开口圆形谐振环的开口的位置与所述发射连接片的方向一致
。
[0017]本专利技术的一个实施例中，所述圆环形发射贴片在同一直径的两端去掉形状和大小相同的贴片，形成两个凹形结构，所述发射连接片与其中一个所述凹形结构形成
45
°
夹角
。
[0018]本专利技术的一个实施例中，所述接收层包括包括圆形接收贴片和位于所述圆形接收贴片外周的圆环形接收贴片，所述圆形接收贴片和所述圆环形接收贴片通过一接收连接片连接，所述圆形接收贴片与所述第二金属化通孔的底部连接，所述接收连接片的方向与接收的电磁波极化方向相同
。
[0019]本专利技术的一个实施例中，进行所述传输阵列单元仿真时，所述第一层介质基板
、
接地层和第二层介质基板均设置为菱形
。
[0020]本专利技术的一个实施例中，所述馈源采用线极化角锥喇叭天线，用于产生
Y
极化波，所述喇叭天线的相位中心位于所述传输阵面的焦点处
。
[0021]本专利技术的一个实施例中，所述传输阵面为圆形阵面，所述传输阵面的焦径比为
1。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]本专利技术的传输阵列天线采用数个传输阵列单元按照三角布局的方式排列，使得在相同的口径下能容纳更多的单元，在缩短单元周期的同时，提高了传输阵列单元的传输幅度和工作带宽，解决了现有技术中存在的工作带宽窄，口径效率低的技术问题
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例提供的基于三角形布阵的传输阵列天线的整体结构图；
[0025]图2为本专利技术实施例提供的传输阵面结构示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例提供的传输阵列单元的整体结构图；
[0027]图4为本专利技术实施例提供的发射层的结构示意图；
[0028]图5为本专利技术实施例提供的接收层的结构示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例的反射系数图；
[0030]图7为本专利技术实施例的传输系数图；
[0031]图8为本专利技术实施例的
xoz
面斜入射性能图；
[0032]图9为本专利技术实施例的
yoz
面斜入射性能图；
[0033]图
10
为本专利技术实施例在
10GHz
下的
xoz
面和
yoz
面归一化增益方向图；
[0034]图
11
为本专利技术实施例的增益图；
[0035]图
12
为本专利技术实施例的轴比图
。
[0036]附图标记说明：
[0037]1、
传输阵面；
2、
馈源；1‑
1、
传输阵列单元；1‑
1a、
第一层介质基板；1‑
1b、
第二层介质基板；1‑
1c、
发射贴片；1‑
1d、
开口圆形谐振环；1‑
1e、
接地层；1‑
1f本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于三角形布阵的传输阵列天线，其特征在于：包括传输阵面
(1)
和馈源
(2)
，所述馈源
(2)
位于所述传输阵面
(1)
的下方，用于对所述传输阵面
(1)
进行空间馈电；所述传输阵面
(1)
由
N
个按照三角形布阵排布的传输阵列单元
(1
‑
1)
组成，
N
为大于零的自然数；所述传输阵列单元
(1
‑
1)
为多层叠加结构，由上至下依次包括发射层
、
第一层介质基板
(1
‑
1a)、
接地层
(1
‑
1e)、
第二层介质基板
(1
‑
1b)
和接收层
(1
‑
1f)
；所述第一层介质基板
(1
‑
1a)
的中心开设有第一金属化通孔
(1
‑
1g)
，所述第一金属化通孔
(1
‑
1g)
的顶部与所述发射层的中心连接；所述接地层
(1
‑
1e)
的中心开设一隔离通孔
(1
‑
1i)
；所述第二层介质基板
(1
‑
1b)
的中心开设有第二金属化通孔
(1
‑
1h)
，所述第二金属化通孔
(1
‑
1h)
的底部与所述接收层
(1
‑
1f)
的中心连接
。2.
根据权利要求1所述的基于三角形布阵的传输阵列天线，其特征在于，所述隔离通孔
(1
‑
1i)
的直径大于所述第一金属化通孔
(1
‑
1g)
和所述第二金属化通孔
(1
‑
1h)
的直径
。3.
根据权利要求1所述的基于三角形布阵的传输阵列天线，其特征在于，所述发射层包括发射贴片
(1
‑
1c)
和开口圆形谐振环
(1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵钢，刘丰滋，黎祝伸，丁娇，惠才涛，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：