專利名稱：一種高增益低旁瓣窄波束的心形陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高增益、低旁瓣、窄波束的心形陣列天線。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，無(wú)線通信系統(tǒng)的迅猛發(fā)展對(duì)天線的要求越來(lái)越高。如雷達(dá)天線，一般要求方向性強(qiáng)、增益高、旁瓣電平低、波束窄，波束可以實(shí)現(xiàn)電掃描以及其他一些特殊指標(biāo)，單個(gè)天線往往達(dá)不到預(yù)定要求，這就需要多個(gè)天線聯(lián)合起來(lái)工作，構(gòu)成陣列天線，共同實(shí)現(xiàn)預(yù)定的指標(biāo)。陣列天線是現(xiàn)代雷達(dá)和通信系統(tǒng)中常用的一種天線形式。
在陣列天線的·設(shè)計(jì)中，增益、旁瓣電平和波束寬度是重要的性能指標(biāo)。增益高則直接增加作用距離；而旁瓣電平的高低則直接影響天線的輻射性能，旁瓣電平高將導(dǎo)致能量分散，增益下降以及目標(biāo)定位的判斷錯(cuò)誤等；波束過(guò)寬不但會(huì)影響雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的方位估計(jì)、分辨率、陣列方向性系數(shù)等指標(biāo)的降低，還會(huì)使系統(tǒng)的抗干擾能力下降。
常規(guī)的陣列天線，旁瓣電平大約為-13.5dB。在陣列綜合中，通常采用切比雪夫綜合法、泰勒綜合法等方法來(lái)控制副瓣電平，但這種設(shè)計(jì)方法無(wú)疑增加了饋電系統(tǒng)的復(fù)雜度。
此外，陣列天線主瓣寬度基本上和陣列長(zhǎng)度成反比，為了使天線陣列保持一定的主瓣寬度和方向性系數(shù)，在單元間距受限制的條件下，勢(shì)必要增加單元數(shù)目。這樣不但不經(jīng)濟(jì)，還使饋電系統(tǒng)更復(fù)雜。因此如何能既不增加單元數(shù)目，又保持天線陣的輻射性能是天線陣列設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何在單元間距受限制且在不增加單元數(shù)目的情況下，保持天線陣的輻射性能。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種高增益、低旁瓣、窄波束的心形陣列天線，其特征在于，包括陣元，其陣列排布采用三角柵格排列，陣列的左上角開始標(biāo)記為(0，0)，(m，n)即為第m行、第η列交叉處的柵格點(diǎn)，所述陣元設(shè)置在m+n為奇數(shù)的柵格點(diǎn)上，從陣列第二行開始，每行的陣元數(shù)目依次減少，最終形成心形結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，所述陣元為以LTCC集成的喇叭天線單元，所述喇叭天線單元共16層，其中介質(zhì)層8層，金屬層8層，每一層對(duì)應(yīng)的輻射口徑逐漸增大，形成喇叭狀，同時(shí)輻射腔體周圍的金屬柱有效地抑制了表面波向外輻射，從而克服了在高頻段上介質(zhì)與導(dǎo)體的高損耗對(duì)天線增益的影響，有效地提高了天線增益。
在本發(fā)明中，當(dāng)所有陣元等幅激勵(lì)時(shí)，該陣列對(duì)應(yīng)的陣因子為:
權(quán)利要求
1.一種高增益、低旁瓣、窄波束的心形陣列天線，其特征在于，包括陣元，其陣列排布采用三角柵格排列，陣列的左上角開始標(biāo)記為(0，0)，(m，n)即為第m行、第η列交叉處的柵格點(diǎn)，所述陣元設(shè)置在m + η為奇數(shù)的柵格點(diǎn)上，從陣列第二行開始，每行的陣元數(shù)目依次減少，最終形成心形結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高增益、低旁瓣、窄波束的心形陣列天線，其特征在于，所述陣元為L(zhǎng)TCC集成的喇叭天線單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高增益、低旁瓣、窄波束的心形陣列天線，其特征在于，當(dāng)所有陣元等幅激勵(lì)時(shí)，該陣列對(duì)應(yīng)的陣因子為:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高增益、低旁瓣、窄波束的心形陣列天線，包括陣元，其涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，陣元結(jié)構(gòu)利用喇叭天線的設(shè)計(jì)思想并集成到LTCC中，陣列排布采用三角柵格排列，陣列的左上角開始標(biāo)記為(0，0)，(m，n)即為第m行、第n列交叉處的柵格點(diǎn)，所述陣元設(shè)置在m+n為奇數(shù)的柵格點(diǎn)上，從陣列第二行開始，每行的陣元數(shù)目依次減少，形成心形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用心形陣列排布，可提高陣列的方向性系數(shù)，實(shí)現(xiàn)陣列的高增益、低旁瓣、窄波束(表征為E面和H面3dB波瓣寬度的乘積)特性，從而提高天線陣的作用距離和分辨率；本發(fā)明可應(yīng)用于雷達(dá)和通訊系統(tǒng)等方面，如應(yīng)用在飛行器、艦船、車載裝置上，以及無(wú)線通信的固定或移動(dòng)終端設(shè)備上。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK103151617SQ201310119799
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者李家林, 王心洋, 王秉中 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)