【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阵列天线，更具体地讲，涉及一种紧耦合阵列天线子结构及阵列天线。
技术介绍
1、紧耦合阵列天线具有超宽带、大扫描角、低剖面、易加工等优点，目前在通信、雷达、电子战等领域的应用非常广泛。现有文献资料中，针对这种阵列天线电磁设计方面的研究比较多，但对其结构形式的介绍多为简略示意图，缺少详细的结构设计介绍。众所周知，天线是一种典型的机电一体化产品，结构形式的选择和各零部件的详细结构设计不仅影响天线的电磁性能，而且直接影响到天线的可制造性和制造成本。
2、基于印制辐射片天线单元的紧耦合阵列天线常用的结构实现方法是散件拼装成型，即采用螺钉紧固的方式将印制辐射片天线单元、支撑柱、馈电装置等零件装配到一个共同的金属底板上。这种结构需要用到大量的结构支架和螺钉等安装附件，这些安装附件一方面会额外增加天线的重量，另一方面需要一定的安装空间，因此这种结构只适用于尺寸较大的低频段阵列天线。
3、对于小尺寸的高频段阵列天线，申请号为：202210829905.4，名称为一种微尺寸印制辐射器的高密度正交封装结构的中国专利，提供了如下的整体焊接成型方法：通过高温金锡真空焊接的方式将支撑柱固定在金属底板上，随后再通过低温焊接的方式将印制辐射片固定在金属底板上；这种结构形式省掉了结构支架和螺钉等安装附件，但是高温焊接容易导致天线变形，一次进炉需要焊接多个零件多条焊缝，焊接质量不好控制，成品率不高；此外，这种整体焊接成型的阵列天线与天线后端的印制电路板12等组件需要单次盲插拔m×n个电连接器(假设阵列天线规模为m×n个天线单元
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种紧耦合阵列天线子结构及阵列天线；
2、本专利技术解决技术问题所采用的解决方案是：
3、一方面：
4、本专利技术公开了一种紧耦合阵列天线子结构，包括底板、多组安装在底板上且轴线在同一平面的第一金属耦合支撑柱、安装在相邻两组第一金属耦合支撑柱之间的印制辐射片、以及安装在底板内且与印制辐射片一一对称设置并连接的连接器；在底板上设置有用于安装第一金属耦合支撑柱的凹腔；在底板的底部设置有用于连接底板与第一金属耦合支撑柱的第一沉头螺钉。
5、在一些可能的实施方式中，在第一金属耦合支撑柱的外侧面上设置有两组第一卡槽、两组与印制辐射片外侧面配合且用于对印制辐射片进行竖向固定的第二卡槽；两组第一卡槽、两组第二卡槽沿第一金属耦合支撑柱的外侧面均匀设置；第一卡槽、两组第二卡槽形成十字状。
6、在一些可能的实施方式中，在底板上设置有与两端分别第二卡槽底部连通的水平卡槽、以及与凹腔连通且与水平卡槽在水平面上相互垂直的垂直卡槽；相邻两组第一金属耦合支撑柱相互靠近一侧的第二卡槽、水平卡槽相互配合形成用于安装印制辐射片的第一安装腔。
7、在一些可能的实施方式中，在底板的底部设置有用于安装连接器的安装槽，安装槽的顶部与水平卡槽连通；连接器的一端穿过安装槽与印制辐射片的底部焊接。
8、在一些可能的实施方式中，第一金属耦合支撑柱包括与凹腔配合使用的第一凸台、以及与第一凸台连接且位于底板上的柱本体；第一卡槽、第二卡槽设置在柱本体上；第一金属耦合支撑柱的顶面与相邻两组印制辐射片相互配合形成腔室。
9、在一些可能的实施方式中，还包括用于固定底板的圆形定位销和菱形定位销；在底板上设置有与圆形定位销、菱形定位销分别配合使用的销孔。
10、在一些可能的实施方式中，印制辐射片靠近第一金属耦合支撑柱的一侧呈阶梯状，印制辐射片包括片本体、位于片本体上且靠近第一金属耦合支撑柱一侧之间形成有第一l型槽的结构一、位于结构一上且与靠近第一金属耦合支撑柱一侧之间形成有第二l型槽的结构二；在第二卡槽内设置有安装在第一l型槽上的第二凸台；第一金属耦合支撑柱的顶面与结构一的顶面在同一平面上。
11、另一方面：
12、一种阵列天线，包括印制电路板、多组安装在印制电路板上且如以上的一种紧耦合阵列天线子结构、设置在相邻两组紧耦合阵列天线子结构之间且与第一金属耦合支撑柱对应设置的印制负载片、以及同轴安装在第一金属耦合支撑柱上且用于对印制负载片沿竖向进行固定的第二金属耦合支撑柱；
13、两组紧耦合阵列天线子结构中相邻两组第一金属耦合支撑柱相互靠近一侧的第一卡槽、垂直卡槽连通形成用于安装印制负载片的第二安装腔；
14、第二金属耦合支撑柱的顶面、印制负载片的顶面、印制辐射片的顶面在同一平面上。
15、在一些可能的实施方式中，还包括表贴在印制电路板上且与连接器一一对应设置且相互连接的kk头。
16、在一些可能的实施方式中，印制负载片靠近第二金属耦合支撑柱的侧面呈阶梯状；印制负载片包括插装在第一卡槽上的结构本体、以及设置在结构本体上且外侧面与靠近第二金属耦合支撑柱的外侧面之间形成第三l型槽的部件一；结构本体的顶面与结构一的顶面共面。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
18、本专利技术相比现有技术，所有的印制辐射片不再是一个整体结构，在每次插拔过程中只需将单个子结构底板上对应的连接器进行插拔即可；单次插拔连接器的数量大幅减少，从而解决大规模紧耦合阵列天线与天线后端的印制电路板等组件的盲插拔工程难题；
19、本专利技术中采用菱形定位销和圆形定位销配对使用来实现子结构的定位安装，相比现有技术有效避免两个圆形定位销带来的过定位问题，以确保后续顺利实现子结构的安装；
20、本专利技术通过第一金属耦合支撑柱、第二金属耦合支撑柱能够有效的实现在竖向上对于印制辐射片、印制负载片的固定，并将其底部安装在水平卡槽、垂直卡槽，从而实现对印制辐射片、印制负载片的限位固定；相比现有技术去掉大量的结构支架和螺钉等安装附件，避免高温焊接导致的结构变形；
21、本专利技术提出的结构形式不受阵列天线频段和尺寸的影响，既适用于低频段大尺寸的紧耦合阵列天线，也适用于高频段小尺寸的紧耦合阵列天线；也不受阵列天线中单元数量的限制，可以实现任意m×n个单元天线的组阵。
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1.一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，包括底板(3)、多组安装在所述底板(3)上且轴线在同一平面的第一金属耦合支撑柱(2)、安装在相邻两组所述第一金属耦合支撑柱(2)之间的印制辐射片(1)、安装在底板(3)内且与印制辐射片(1)一一对称设置并连接的连接器(4)、以及用于固定所述底板(3)的圆形定位销(6)和菱形定位销(7)；在底板(3)上设置有用于安装第一金属耦合支撑柱(2)的凹腔(303)；在底板(3)的底部设置有用于连接底板(3)与第一金属耦合支撑柱(2)的第一沉头螺钉(5)；在底板(3)上设置有与圆形定位销(6)、菱形定位销(7)分别配合使用的销孔。
2.根据权利要求1的一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，在所述第一金属耦合支撑柱(2)的外侧面上设置有两组第一卡槽(201)、两组与印制辐射片(1)外侧面配合且用于对印制辐射片(1)进行竖向固定的第二卡槽(202)；两组第一卡槽(201)、两组第二卡槽(202)沿第一金属耦合支撑柱(2)的外侧面均匀设置；第一卡槽(201)、两组第二卡槽(202)形成十字状。
3.根据权利要求2
4.根据权利要求3的一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，在所述底板(3)的底部设置有用于安装连接器(4)的安装槽，安装槽的顶部与水平卡槽(302)连通；连接器(4)的一端穿过安装槽与印制辐射片(1)的底部焊接。
5.根据权利要求2-4任一项的一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，所述第一金属耦合支撑柱(2)包括与凹腔(303)配合使用的第一凸台(203)、以及与第一凸台(203)连接且位于底板(3)上的柱本体；第一卡槽(201)、第二卡槽(202)设置在柱本体上；第一金属耦合支撑柱(2)的顶面与相邻两组印制辐射片(1)相互配合形成腔室。
6.根据权利要求2的一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，所述印制辐射片(1)靠近第一金属耦合支撑柱(2)的一侧呈阶梯状，印制辐射片(1)包括片本体(101)、位于片本体(101)上且靠近第一金属耦合支撑柱(2)一侧之间形成有第一L型槽(104)的结构一(102)、位于结构一(102)上且与靠近第一金属耦合支撑柱(2)一侧之间形成有第二L型槽(105)的结构二(103)；在第二卡槽(202)内设置有安装在第一L型槽(104)上的第二凸台；第一金属耦合支撑柱(2)的顶面与结构一(102)的顶面在同一平面上。
7.一种阵列天线，其特征在于，包括印制电路板(12)、多组安装在印制电路板(12)上且如权利要求1-6任一项所述的一种紧耦合阵列天线子结构(100)、设置在相邻两组紧耦合阵列天线子结构(100)之间且与第一金属耦合支撑柱(2)对应设置的印制负载片(8)、以及同轴安装在第一金属耦合支撑柱(2)上且用于对印制负载片(8)沿竖向进行固定的第二金属耦合支撑柱(9)；
8.根据权利要求7的一种阵列天线，其特征在于，还包括表贴在所述印制电路板(12)上且与连接器(4)一一对应设置且相互连接的KK头(13)。
9.根据权利要求8的一种阵列天线，其特征在于，所述印制负载片(8)靠近第二金属耦合支撑柱(9)的侧面呈阶梯状；所述印制负载片(8)包括插装在第一卡槽(201)上的结构本体(801)、以及设置在结构本体(801)上且与第二金属耦合支撑柱(9)的外侧面之间形成第三L型槽(81)的部件一(802)；所述结构本体(801)的顶面与结构一(102)的顶面共面。
...【技术特征摘要】
1.一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，包括底板(3)、多组安装在所述底板(3)上且轴线在同一平面的第一金属耦合支撑柱(2)、安装在相邻两组所述第一金属耦合支撑柱(2)之间的印制辐射片(1)、安装在底板(3)内且与印制辐射片(1)一一对称设置并连接的连接器(4)、以及用于固定所述底板(3)的圆形定位销(6)和菱形定位销(7)；在底板(3)上设置有用于安装第一金属耦合支撑柱(2)的凹腔(303)；在底板(3)的底部设置有用于连接底板(3)与第一金属耦合支撑柱(2)的第一沉头螺钉(5)；在底板(3)上设置有与圆形定位销(6)、菱形定位销(7)分别配合使用的销孔。
2.根据权利要求1的一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，在所述第一金属耦合支撑柱(2)的外侧面上设置有两组第一卡槽(201)、两组与印制辐射片(1)外侧面配合且用于对印制辐射片(1)进行竖向固定的第二卡槽(202)；两组第一卡槽(201)、两组第二卡槽(202)沿第一金属耦合支撑柱(2)的外侧面均匀设置；第一卡槽(201)、两组第二卡槽(202)形成十字状。
3.根据权利要求2的一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，在所述底板(3)上设置有与两端分别第二卡槽(202)底部连通的水平卡槽(302)、以及与凹腔(303)连通且与水平卡槽(302)在水平面上相互垂直的垂直卡槽(301)；相邻两组第一金属耦合支撑柱(2)相互靠近一侧的第二卡槽(202)、水平卡槽(302)相互配合形成用于安装印制辐射片(1)的第一安装腔。
4.根据权利要求3的一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，在所述底板(3)的底部设置有用于安装连接器(4)的安装槽，安装槽的顶部与水平卡槽(302)连通；连接器(4)的一端穿过安装槽与印制辐射片(1)的底部焊接。
5.根据权利要求2-4任一项的一种紧耦合阵列天线子结构(100)，其特征在于，所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：张登材，白宗旭，周彬，石小林，刘渝，古智祥，周振凯，叶君永，成志强，杨光，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：
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