基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108134203A(43)申请公布日2018.06.08(21)申请号201710630620.7(22)申请日2017.07.28(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人屈世伟邹文慢王亚茹杨仕文胡俊(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人吴姗霖(51)Int.Cl.H01Q9/04(2006.01)H01Q1/50(2006.01)H01Q1/48(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线(57)摘要本发明公开了一种基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线，属于雷达、无线通信技术领域。该天线单元呈三角栅格排布，包括上层介质板、中层介质板、下层金属地板；上表面印刷有微带馈线的中层介质板与上表面设有连接凹槽的金属地板贴合；同轴线内芯连接微带馈线的馈电点，微带馈线的另一端位于连接凹槽上方进行耦合馈电；上层介质板上表面印刷有金属带线；上层介质板和金属地板之间还设置有抑制表面波的电磁带隙结构。本发明引入电磁带隙结构，通过抑制表面波传播的方式有效的消除了扫描盲点，实现了宽角、宽带的特性。具有单元尺寸较大大，结构形式简单的优点，可以大大降低实际应用中大型相控阵天线的制造成本。CN108134203ACN108134203A权利要求书1/1页1.一种基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线，其天线单元呈三角栅格排布，包括从上至下依次设置的上层介质板、中层介质板、下层金属地板，所述金属地板上表面沿H面设置有连接凹槽；所述中层介质板与金属地板贴合，其上表面印刷有微带馈线，同轴线内芯穿过金属地板以及中层介质板连接微带馈线的馈电点，微带馈线的另外一端位于连接凹槽上方进行耦合馈电；所述上层介质板上表面印刷有垂直于连接凹槽的金属带线；所述上层介质板和金属地板之间还设置有抑制表面波的电磁带隙结构。2.如权利要求1所述的一种基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线，其特征在于：所述电磁带隙结构包括与金属地板贴合设置的第一介质基板、以及周期印刷于介质基板上表面的贴片单元，且贴片单元与金属地板通过金属化过孔连接。3.如权利要求1所述的一种基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线，其特征在于：所述电磁带隙结构包括两层贴合设置的第一介质基板、第二介质基板，第一介质基板上表面印刷有周期排布的贴片单元，第二介质基板上表面印刷有周期开槽结构的中层金属贴片，其开槽结构与贴片单元一一对应，所述贴片单元与金属地板通过金属化过孔连接。4.如权利要求1所述的一种基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线，其特征在于：所述天线单元E面的单元间距为0.63λh，H面单元间距为0.56λh，λh为工作频带高频端的波长。5.如权利要求1所述的一种基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线，其特征在于：所述金属带线的数量为3-8条。6.如权利要求1所述的一种基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线，其特征在于：所述贴片单元为矩形贴片、圆形贴片、菱形贴片或者三角形贴片。2CN108134203A说明书1/3页基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线技术领域[0001]本发明属于雷达技术，无线通信技术领域，具体涉及一种基于电磁带隙结构的大单元间距宽角扫描相控阵天线，特别涉及宽带、宽角扫描，适用于微波、毫米波等雷达和通信系统中。背景技术[0002]相控阵天线因其具有的快速的波束扫描能力，并且没有传统的机械波束扫描系统时间延迟、运动惯性等缺点，在军事以及商业领域都得到了广泛的应用。过去的几十年里，随着军事机载平台对多功能系统的需求，宽带、宽角相控阵天线的研究也得到了广泛的重视。传统的矩形栅格的相控阵天线，在设计的过程中为了使天线阵在扫描的时候不出现栅瓣，单元大小往往都小于高频端半个波长。在实际应用中，阵列的面积往往很大，较小的单元尺寸使得在相同的口径面下单元数目大大增加，这也大大增加了昂贵的TR组件的数目。在保证天线具有宽带、宽角等良好性能的前提下，采用较大尺寸的天线单元可以大大的减小相控阵天线的成本，这也是相控阵天线设计中需要考虑的一个重要指标。[0003]为了保证在较大的单元尺寸下，大角度扫描时阵列不出现栅瓣，E.D.Sharp在1961公开了一种三角栅格排布的相控阵天线(E.D.Sharp“,Atriangulararrangementofplanar-arrayelementsthatreducesthenumberneeded,”IRETransactionsonAntennasandPropagation,vol.9,i