一种宽带紧耦合树状天线模块及阵列.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115911839A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211291601.3(22)申请日2022.10.19(71)申请人中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所地址214063江苏省无锡市梁溪路796号(72)发明人黄晨陈敏徐桐(74)专利代理机构北京清大紫荆知识产权代理有限公司11718专利代理师林政(51)Int.Cl.H01Q1/38(2006.01)H01Q1/50(2006.01)H01Q5/50(2015.01)H01Q21/00(2006.01)H01Q1/48(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种宽带紧耦合树状天线模块及阵列(57)摘要本发明提供了一种宽带紧耦合树状天线模块及阵列，通过设计馈电结构和渐变型宽角匹配层，构成宽频带宽扫描角匹配结构，并利用短路条抑制二维阵列的共模谐振，从而实现宽带天线阵列工作。本发明的天线模块集成度高，可一体化印制加工，极大地降低了后期紧耦合天线阵列的焊接难度，增加了天线阵列的可靠性。CN115911839ACN115911839A权利要求书1/1页1.一种宽带紧耦合树状天线模块，其特征在于，所述天线模块包括：微波介质基板(1)，微波介质基板(1)包括上介质基板(X1)和下介质基板(X2)；第一电路层(P1)，第一电路层(P1)位于上介质基板(X1)的上表面，包括中空叶片状辐射结构(a1)和曲线渐变型匹配层(a2)；第二电路层(F1)，第二电路层(F1)位于第一电路层(P1)之下，位于上介质基板(X1)和下介质基板(X2)的中间层，第二电路层(F1)包括微带线结构(c1)、叶片型辐射结构(c3)和短路条(c2)，叶片型辐射结构(c3)通过短路条(c2)与金属地板连接；第三电路层(P2)，第三电路层(P2)位于下介质基板(X2)的下表面，包括中空叶片状辐射结构(b1)和曲线渐变型匹配层(b2)；第四电路层(P3)，第四电路层(P3)为沿着微波介质板(1)的厚度方向贯穿微波介质板(1)的孔型结构，所述孔型结构连接上介质基板(X1)上表面和下介质基板(X2)的下表面。2.根据权利要求1所述的一种宽带紧耦合树状天线模块，其特征在于，上介质基板(X1)和下介质基板(X2)等厚度。3.根据权利要求1所述的一种宽带紧耦合树状天线模块，其特征在于，中空叶片状辐射结构(a1)和中空叶片状辐射结构(b1)的形状结构均包括扇形结构、三角形结构、矩形结构。4.根据权利要求1所述的一种宽带紧耦合树状天线模块，其特征在于，曲线渐变型匹配层(a2)和曲线渐变型匹配层(b2)的渐变形状为曲线渐变或直线渐变。5.根据权利要求1所述的一种宽带紧耦合树状天线模块，其特征在于，微带线结构(c1)为多支节渐变结构。6.根据权利要求1所述的一种宽带紧耦合树状天线模块，其特征在于，叶片型辐射结构(c3)的结构形状包括扇形结构、三角形结构和矩形结构。7.根据权利要求1所述的一种宽带紧耦合树状天线模块，其特征在于，第二电路层(F1)构成树状馈电结构，第一电路层(P1)、第二电路层(F1)和第三电路层(P2)构成宽角匹配结构。8.一种宽带紧耦合树状天线阵列，所述天线阵列包括上权利要求1至7所述的任意一种宽带紧耦合树状天线模块，每个所述天线模块按阵列排布构成所述天线阵列，每个所述天线模块的微带线结构(c1)均连接有射频连接器。2CN115911839A说明书1/4页一种宽带紧耦合树状天线模块及阵列技术领域[0001]本发明涉及微波天线领域，具体涉及一种宽带紧耦合树状天线模块及阵列。背景技术[0002]为了满足射频孔径综合对天线孔径复用的需求，宽带一体化天线阵列的带宽需求显著提升，这给天线阵列的电性能设计、结构设计带来巨大的挑战。其中，天线阵列是电磁波与空间过渡的等效匹配电路，其宽带化设计是整个课题的重要内容。宽带相控阵具有很多优点：功能多、集成度高、传输速率高、反应时间迅速、抗干扰能力强，可将无线通信、电子对抗、通信对抗、目标跟踪与探测等多系统功能集成在一起，构成共享孔径天线系统。[0003]传统的宽带相控阵天线技术设计有较大的局限性，带宽拓展能力有限。同时，天线单元的带宽会限制阵列的带宽，阵列扫描角度会受到单元间互耦的影响。[0004]当前，终端开路的槽型天线被广泛运用于宽带相控阵系统中，它的优点是可实现宽带宽角特性，可与一般的射频接口直接相连。然而槽型天线无法避免谐振现象。同时，随着带宽越宽，电尺寸越大，槽型辐射器高度越高，它的高剖面特性将导致天线阵列扫描时D面(对角面)交叉极化差。[0005]基于互耦效应的宽带相控阵天线，不仅仅受于阵元的限制，可以突破现有天线组阵的带宽，通过互耦效应来实现宽频带工作。对该种新颖