米波寬帶雙極化錐籠天線單元的製作方法

2023-07-30 10:03:11 2

專利名稱：米波寬帶雙極化錐籠天線單元的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於通信技術領域，具體涉及米波相控陣雷達天線陣技術。
背景技術：
隨著隱身技術、反輻射飛彈、電子幹擾和低空突防技術的發展，特別是隱身技術的迅速發展，對雷達提出了新的挑戰，傳統的對抗技術已經難以應付這種挑戰，必須尋找新的對抗措施，其中一項簡單、有效的措施就是使雷達工作在米波波段。米波雷達具有反隱身目標的獨特優勢，越來越引起人們的高度重視和大力發展。為了進一步改善米波雷達低空探測性能和對目標的識別能力，米波雷達天線陣應具有寬帶、雙極化、寬角掃描性能。這就要求作為組成米波天線陣最重要、最基礎元素的米波天線單元具有寬帶雙極化、寬的波瓣寬度性能。因為它的性能好壞將直接決定整個天線陣的性能。目前，適用於米波頻段的天線單元十分有限，有的頻帶窄，帶寬約10%左右，如八木天線。有的雖然頻帶寬，但縱向尺寸 大，波瓣窄，不利於組陣和掃描，如對數周期天線。有的頻帶寬，但寬角阻抗匹配困難，波瓣窄，效率低，如籠形振子天線。有的縱向尺寸大，安裝架設困難，成本高，如寬帶漸變開槽系列天線等。而常規微波/毫米波頻段天線單元的設計和實現方法已無法適應米波頻段天線組陣。
發明內容為了克服上述米波天線單元組陣在電性能和結構架設上的缺陷和矛盾，本實用新型提供一種新結構的米波寬帶雙極化錐籠天線單元，具體的技術方案如下。米波寬帶雙極化錐籠天線單元包括兩對正交共軸排列的錐籠對稱振子天線I、四根寄生杆3、反射網4和金屬基座10 ;所述一對錐籠對稱振子天線I包括由一根饋電同軸線6和一根金屬柱體7組成的饋電平衡器，所述饋電同軸線6 —端側面的外導體連接著一隻錐籠振子臂的小直徑端，另一端外導體連接著所述金屬基座10，構成終端短路端；所述金屬柱體7 —端側面連接著另一隻錐籠振子臂的小直徑端，另一端連接著所述金屬基座10，且使兩隻錐籠振子臂在一條直線上；所述錐籠振子臂為直徑沿軸線逐漸變大的錐體鏤空結構；饋電同軸線6的一端內導體和金屬柱體7—端之間由金屬條8連接；所述饋電同軸線6和金屬柱體7垂直於金屬基座10 ;所述金屬基座10固定設於反射網4中部,反射網4為金屬網；四根寄生杆3垂直均布設於反射網4上，且分別與錐籠振子臂對應，四根寄生杆3為金屬杆；所述兩對正交共軸排列的錐籠對稱振子天線I的饋電平衡器上套設有薄壁天線罩9。所述反射網為金屬材料編織的平面多孔網。所述薄壁天線罩9的材料為環氧玻璃纖維布材料。本實用新型同現有技術相比具有如下優點I.頻帶寬，波瓣等化好，波束寬，隔離度高相比常規雙極化單元25%的帶寬，本天線單元帶寬大於50%。同時，寄生杆展寬了E面波瓣，使波瓣在全方位內一致性好，波瓣展寬，易於寬角掃描實現。2.相比於常規寬帶米波天線I. 5 λ的縱向尺寸，本天線單元縱向尺寸僅為O. 25 λ左右，縱向尺寸小，且結構組成簡單。3.振子臂採用錐籠鏤空結構，重量輕，透風性好，強度高。4.天線罩採用環氧玻璃纖維布材料，柱體薄壁結構，防護簡單、可靠，成本低。

圖I米波寬帶雙極化錐籠天線單元立體效果圖；圖2單個錐籠天線單元側視圖； 圖3仿真的天線單元駐波曲線；圖4雙極化天線單元隔離度曲線；圖5天線單元Ε、H兩個面的波瓣圖。圖I和圖2中序號錐籠對稱振子天線I、四根寄生杆3、反射網4、錐籠振子臂5饋電同軸線6、金屬柱體7、金屬條8、薄壁天線罩9、金屬基座10。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地描述。實施例參見圖1，米波寬帶雙極化錐籠天線單元包括兩對正交共軸排列的錐籠對稱振子天線I、四根寄生杆3、反射網4和金屬基座10。參見圖2，錐籠對稱振子天線I包括由一根饋電同軸線6和一根金屬柱體7組成的饋電平衡器，饋電同軸線6 —端側面的外導體連接著一隻錐籠振子臂5的小直徑端，另一端外導體連接著金屬基座10，構成終端短路端；金屬柱體7 —端側面連接著另一隻錐籠振子臂的小直徑端，另一端連接著所述金屬基座10，且使兩隻錐籠振子臂在一條直線上；錐籠振子臂5為直徑沿軸線逐漸變大的錐體鏤空結構；饋電同軸線6的一端內導體和金屬柱體7 —端之間由金屬條8連接。饋電同軸線6和金屬柱體7均垂直於金屬基座10。金屬基座10固定安裝於反射網4中部,反射網4為金屬材料編織的平面多孔網；四根寄生杆3垂直均布安裝於反射網4上，且分別與每隻錐籠振子臂5對應，四根寄生杆3為金屬杆；兩對正交共軸排列的錐籠對稱振子天線I的饋電平衡器上套設有薄壁天線罩9，薄壁天線罩9的材料為環氧玻璃纖維布材料。饋電同軸線6的外導體內徑為50mm，截面外型尺寸為80mm*80mm。饋電同軸線6的內導體下部長度Ll=600mm，直徑為22mm;中部長度L2=800mm，直徑為14臟，上部長度L3=100mm,直徑為12_。兩對正交共軸排列的錐籠對稱振子天線I的金屬條8交叉放置,相對高度為20mm,尺寸為長*寬*高=212mm*20mm*6mm。饋電同軸線6與金屬柱體7中心相距 200mm。錐籠振子臂5材料為金屬材料,其中，軸向長度L4=800mm,小端直徑Dl=60mm,大端直徑D2=300mm;與饋電平衡器結合，大大展寬了工作帶寬，重量輕、強度高、風阻小。反射網4的金屬柵條直徑為3mm,形成柵格尺寸為100mm*100mm。四根寄生杆3採用直徑50mm的金屬圓柱體,高度650mm,距離天線中心1000mm,與反射網良好接觸，在組成天線陣時可安裝在天線骨架上。[0026]仿真的雙極化天線單元駐波如圖3所示，實線為一對錐籠對稱振子天線，虛線為另一對錐籠對稱振子天線，其在大於50%相對帶寬內，駐波小於2。雙極化天線單元隔離度曲線如圖4所示，在整個寬頻帶內，小於-38dB，具有優良的性能。天線單元 在E、H兩個面的波瓣圖如圖5所示，實線為E面波瓣圖，點線為H面波瓣圖，兩者一致性良好。
權利要求1.米波寬帶雙極化錐籠天線單元，其特徵在於包括兩對正交共軸排列的錐籠對稱振子天線(I)、四根寄生杆(3)、反射網(4)和金屬基座(10);所述一對錐籠對稱振子天線(I)包括由一根饋電同軸線(6)和一根金屬柱體(7)組成的饋電平衡器，所述饋電同軸線(6)一端側面的外導體連接著一隻錐籠振子臂的小直徑端，另一端外導體連接著所述金屬基座(10)，構成終端短路端；所述金屬柱體(7) —端側面連接著另一隻錐籠振子臂的小直徑端，另一端連接著所述金屬基座(10)，且使兩隻錐籠振子臂在一條直線上；所述錐籠振子臂為直徑沿軸線逐漸變大的錐體鏤空結構；饋電同軸線(6)的一端內導體和金屬柱體(7) —端之間由金屬條(8)連接；所述饋電同軸線(6)和金屬柱體(7)垂直於金屬基座(10);所述金屬基座(10)固定設於反射網(4)中部，反射網(4)為金屬網；四根寄生杆(3)垂直均布設於反射網(4)上，且分別與錐籠振子臂對應，四根寄生杆(3)為金屬杆；所述兩對正交共軸排列的錐籠對稱振子天線(I)的饋電平衡器上套設有薄壁天線罩(9 )。
2.根據權利要求I所述的米波寬帶雙極化錐籠天線單元，其特徵在於所述反射網為金屬材料編織的平面多孔網。
3.根據權利要求I所述的米波寬帶雙極化錐籠天線單元，其特徵在於所述薄壁天線罩(9)的材料為環氧玻璃纖維布材料。
專利摘要本實用新型涉及米波寬帶雙極化錐籠天線單元。該天線單元包括兩對正交共軸排列的錐籠對稱振子天線、四根寄生杆、反射網和金屬基座；錐籠對稱振子天線由饋電同軸線和金屬柱體組成的饋電平衡器，饋電同軸線一端側面的外導體連接著一隻錐籠振子臂的小直徑端；金屬柱體一端側面連接著另一隻錐籠振子臂的小直徑端，且使兩隻錐籠振子臂在一條直線上；饋電同軸線、金屬柱體和金屬基座之間構成終端短路端；金屬基座固定設於反射網中部，四根寄生杆垂直均布設於反射網上。本實用新型頻帶寬大於50%，縱向尺寸僅為0.25λ左右，結構簡單；錐籠振子臂採用錐籠鏤空結構，重量輕，透風性好，強度高。天線罩採用環氧玻璃纖維布材料，防護簡單可靠，成本低。
文檔編號H01Q21/24GK202616399SQ20122026357
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月5日 優先權日2012年6月5日
發明者孫紹國, 董好志 申請人:中國電子科技集團公司第三十八研究所