一種新型復(fù)合傘形微帶振子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型復(fù)合傘形微帶振子，傘形振子臂（3）與接地平面（6）構(gòu)成夾角，傘形振子臂（3）對(duì)稱設(shè)置于垂直振子臂（2）兩側(cè)；寄生桿（4）垂直于接地平面（6），兩個(gè)寄生桿（4）對(duì)稱設(shè)置于垂直振子臂（2）兩側(cè)；傘形振子臂（3）、垂直振子臂（2）和寄生桿（4）均位于介質(zhì)基片（1）的一側(cè)表面上，巴侖阻抗變換器（5）位于另一側(cè)表面；垂直振子臂（2）和巴侖阻抗變換器（5）分別與同軸接頭（7）連接。本發(fā)明將傘形振子與復(fù)合振子結(jié)合，并采用微帶形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，既能實(shí)現(xiàn)寬帶最佳匹配又能滿足寬角覆蓋；在25%的相對(duì)帶寬內(nèi)，輸入駐波VSWR小于1.3，方向圖能夠滿足天線掃描需要；E面波束寬度95.3°，H面波束寬度115.6°，完全滿足技術(shù)要求。
【專利說(shuō)明】一種新型復(fù)合傘形微帶振子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雷達(dá)微帶印刷振子天線，特別是涉及一種新型復(fù)合傘形微帶振 子。

【背景技術(shù)】
[0002] 二維相控陣體制雷達(dá)中的輻射單元波束寬，結(jié)構(gòu)尺寸小，匹配困難，其性能的優(yōu)劣 會(huì)直接對(duì)雷達(dá)天線的性能產(chǎn)生影響。輻射單元的寬帶寬角匹配為實(shí)現(xiàn)雷達(dá)低副瓣和較小的 掃描增益損失創(chuàng)造了條件。
[0003] 目前主要的振子輻射單元形式主要包括傘形振子和復(fù)合振子兩種。
[0004] 傘形振子形式如圖1所示，傘形半波振子是將振子臂垂向接地平面構(gòu)成一定夾角 的半波振子，它具有寬角的方向圖覆蓋性能。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，振子臂的傾角α和振子臂的 高度H均能展寬E面的波束寬度，但隨著振子臂傾角及振子臂高度的增加，天線單元的阻抗 帶寬也會(huì)隨之變窄。
[0005] 通常展寬半波振子波束寬度還有增加寄生桿的方式，即復(fù)合振子形式，如圖2所 示。此種方式可通過(guò)調(diào)整寄生桿的高度來(lái)控制輻射特性，阻抗特性和耦合特性，根據(jù)文獻(xiàn)的 研究結(jié)果，取h?1/7 λ時(shí)，即可保持簡(jiǎn)單振子原有的阻抗特性，又能改善振子的E面波束 寬度。但此類輻射單元E面波束寬度展寬有限，無(wú)法適應(yīng)天線方位掃描±45°時(shí)增益損失 最小的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能實(shí)現(xiàn)寬帶最佳匹配又能滿 足寬角覆蓋的新型復(fù)合傘形微帶振子，通過(guò)將傘形振子形式與復(fù)合振子形式相結(jié)合，構(gòu)成 一種新型的復(fù)合傘形振子結(jié)構(gòu)，并采用微帶形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，在25%的相對(duì)帶寬內(nèi)，輸入駐波 VSWR小于1.3,方向圖能夠滿足天線掃描需要。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種新型復(fù)合傘形微帶振子，包括 介質(zhì)基片、垂直振子臂、傘形振子臂、寄生桿、巴侖阻抗變換器、接地平面和同軸接頭，傘形 振子臂與接地平面之間構(gòu)成夾角，傘形振子臂設(shè)置有兩個(gè)，對(duì)稱設(shè)置于垂直振子臂頂端的 兩側(cè)；寄生桿設(shè)置有兩個(gè)，分別垂直于接地平面設(shè)置，且兩個(gè)寄生桿對(duì)稱設(shè)置于垂直振子臂 的兩側(cè)；傘形振子臂、垂直振子臂和寄生桿均位于介質(zhì)基片的一側(cè)表面上，巴侖阻抗變換器 位于介質(zhì)基片的另一側(cè)表面上；垂直振子臂和巴侖阻抗變換器分別與同軸接頭連接。
[0008] 所述寄生桿的高度h = 1/7λ，λ為雷達(dá)信號(hào)波長(zhǎng)。
[0009] 所述的介質(zhì)基片采用介電常數(shù)ε為2. 8、厚度為0. 8毫米的雙面聚四氟乙烯玻璃 布覆銅箔層壓板。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是：將傘形振子形式與復(fù)合振子形式相結(jié)合，構(gòu)成一種新型的 復(fù)合傘形振子結(jié)構(gòu)，并采用微帶形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，既能實(shí)現(xiàn)寬帶最佳匹配又能滿足寬角覆蓋問(wèn) 題；在25%的相對(duì)帶寬內(nèi)，輸入駐波VSWR小于1.3,方向圖能夠滿足天線掃描需要；E面波 束寬度95. 3°，H面波束寬度115.6°，完全滿足技術(shù)要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為傳統(tǒng)傘形半波振子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為傳統(tǒng)復(fù)合振子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明微帶振子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖4為復(fù)合傘形微帶振子仿真S參數(shù)圖；
[0015] 圖5為復(fù)合傘形微帶振子仿真E面方向圖；
[0016] 圖6為復(fù)合傘形微帶振子仿真H面方向圖；
[0017] 圖7為對(duì)稱振子坐標(biāo)系示意圖；
[0018] 圖8為不同傾角振子E面方向圖；
[0019] 圖中，1-介質(zhì)基片，2-垂直振子臂，3-傘形振子臂，4-寄生桿，5-巴侖阻抗變換器， 6_接地平面，7-同軸接頭。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于 以下所述。
[0021] 如圖3所示，一種新型復(fù)合傘形微帶振子，包括介質(zhì)基片1、垂直振子臂2、傘形振 子臂3、寄生桿4、巴侖阻抗變換器5、接地平面6和同軸接頭7,傘形振子臂3與接地平面 6之間構(gòu)成夾角，傘形振子臂3設(shè)置有兩個(gè)，對(duì)稱設(shè)置于垂直振子臂2頂端的兩側(cè)；寄生桿 4設(shè)置有兩個(gè)，分別垂直于接地平面6設(shè)置，且兩個(gè)寄生桿4對(duì)稱設(shè)置于垂直振子臂2的兩 偵h傘形振子臂3、垂直振子臂2和寄生桿4均位于介質(zhì)基片1的一側(cè)表面上，巴侖阻抗變 換器5位于介質(zhì)基片1的另一側(cè)表面上；垂直振子臂2和巴侖阻抗變換器5分別與同軸接 頭7連接。
[0022] 所述寄生桿4的高度h = 1/7 λ，λ為雷達(dá)信號(hào)波長(zhǎng)。
[0023] 通過(guò)理論計(jì)算及優(yōu)化仿真，新型復(fù)合傘形微帶振子性能優(yōu)異，在25%的相對(duì)帶寬 內(nèi)，輸入駐波VSWR小于1. 3,如圖4所示，方向圖能夠滿足天線掃描需要。
[0024] 根據(jù)技術(shù)要求，輻射單元的波束寬度應(yīng)滿足E面波束寬度大于90°，H面波束寬 度大于70°。通過(guò)復(fù)合傘形振子優(yōu)化設(shè)計(jì)，仿真方向圖如圖5、6所示，E面波束寬度約 104.9°，H面波束寬度約131.9°，完全滿足技術(shù)要求。
[0025] 根據(jù)理論分析和工程實(shí)現(xiàn)考慮，復(fù)合傘形微帶振子采用介電常數(shù)ε為2. 8、厚度 為〇. 8毫米的雙面聚四氟乙烯玻璃布覆銅箔層壓板作為微帶振子的基材，通過(guò)理論計(jì)算確 定仿真模型，再進(jìn)行大量計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，即可滿足技術(shù)要求。
[0026] 傾斜振子的方向性理論分析如下所述：
[0027] 對(duì)于傾斜對(duì)稱振子，坐標(biāo)系如圖7所示，理論分析如下：
[0028] 假定傾斜對(duì)稱振子是沿Z軸方向放置的基本電流元= < (I為常數(shù)），其產(chǎn)生 的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)為：

【權(quán)利要求】
1. 一種新型復(fù)合傘形微帶振子，其特征在于：包括介質(zhì)基片（1)、垂直振子臂（2)、傘 形振子臂（3)、寄生桿（4)、巴侖阻抗變換器（5)、接地平面（6)和同軸接頭（7)，傘形振子臂 (3)與接地平面（6)之間構(gòu)成夾角，傘形振子臂（3)設(shè)置有兩個(gè)，對(duì)稱設(shè)置于垂直振子臂（2) 頂端的兩側(cè)；寄生桿（4)設(shè)置有兩個(gè)，分別垂直于接地平面（6)設(shè)置，且兩個(gè)寄生桿（4)對(duì)稱 設(shè)置于垂直振子臂（2)的兩側(cè)；傘形振子臂（3)、垂直振子臂（2)和寄生桿（4)均位于介質(zhì) 基片（1)的一側(cè)表面上，巴侖阻抗變換器（5)位于介質(zhì)基片（1)的另一側(cè)表面上；垂直振子 臂（2 )和巴侖阻抗變換器（5 )分別與同軸接頭（7 )連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型復(fù)合傘形微帶振子，其特征在于：所述寄生桿（4)的 高度h=l/7A，入為雷達(dá)信號(hào)波長(zhǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型復(fù)合傘形微帶振子，其特征在于：所述的介質(zhì)基片 (1)采用介電常數(shù)e為2. 8、厚度為0.8毫米的雙面聚四氟乙烯玻璃布覆銅箔層壓板。
【文檔編號(hào)】H01Q1/38GK104393399SQ201410675528
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月22日
【發(fā)明者】周成哲, 于嘉嵬, 唐傳機(jī), 王浩 申請(qǐng)人:成都錦江電子系統(tǒng)工程有限公司