一种串馈微带天线的制作方法

1.本发明属于雷达天线技术领域，更具体地说，是涉及一种串馈微带天线。


背景技术：

2.微带天线以其体积小、重量轻、低剖面、能共形、易集成的优势，在雷达领域得到广泛应用。相较于传统的微带天线，串馈微带天线具有更紧凑的馈电网络易于集成、更容易实现天线的窄波束和高增益。而相对并馈天线形式，串馈天线结构紧凑，馈线更短，因此损耗更低。
3.传统的串馈微带天线由于仅有一个天线单元，其最大波束指向是天线基板的法向，3db波束宽度在70
°
～80
°
左右。为了改变天线的最大波束指向其他角度，现有技术通常采用多个串馈微带天线组合为阵列天线，并结合相对复杂的馈电网络来改变天线阵列的最大波束指向和展宽3db波束宽度，但这种方法会产生额外的插入损耗，降低天线的辐射效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种串馈微带天线，以解决现有技术中存在的串馈微带天线容易产生额外的插入损耗，辐射效率低的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种串馈微带天线，包括基板和多个阵列布置于基板上的天线单元，所述天线单元包括馈电微带线、多个串馈天线以及多个与所述串馈天线一一对应的耦合件，所述馈电微带线、所述串馈天线以及所述耦合件均设于所述基板的同一板面上；多个所述串馈天线均位于所述馈电微带线的同一侧，多个所述串馈天线均设于所述馈电微带线上，且沿所述馈电微带线的长度方向依次设置；所述耦合件上设有凹腔，所述串馈天线远离所述馈电微带线的一端分别容置于对应的所述耦合件的所述凹腔中；相邻的两个所述天线单元的馈电微带线之间的间距小于或等于二分之一空气波长。
6.在一种可能的实现方式中，多个所述串馈天线呈泰勒分布设置于所述基板上。
7.在一种可能的实现方式中，多个所述串馈天线沿所述馈电微带线的长度方向依次间隔设置。
8.在一种可能的实现方式中，多个所述串馈天线等相位馈电，且间距为0.75倍空气波长。
9.在一种可能的实现方式中，所述串馈天线为矩形金属贴片。
10.在一种可能的实现方式中，所述矩形金属贴片为8个。
11.在一种可能的实现方式中，所述耦合件为c型结构，所述串馈天线自所述c型结构的开口处进入所述凹腔中。
12.在一种可能的实现方式中，所述基板的另一板面上设有接地层。
13.在一种可能的实现方式中，所述接地层为覆盖所述基板另一板面的金属板。
14.在一种可能的实现方式中，所述基板为高频微波板材制件。
15.本发明提供的串馈微带天线的有益效果在于：与现有技术相比，本发明串馈微带天线，将多个天线单元阵列布置于基板上，且各天线单元上的多个串馈天线依次设于对应的馈电微带线上，减少了串并结合的馈电网络引入的额外插入损耗，有效的提高了天线的辐射效率，同时多个串馈天线位于馈电微带线的同侧，使得天线的波束指向偏移，且在基板上设置与各串馈天线连接的耦合件，耦合件起到引向的作用，使天线的波束指向进一步偏移，且相邻两个馈电微带线的间距小于或等于二分之一空气波长；通过这种方式，使天线的最大波束指向偏移，且减少了额外的插入损耗，有效的提高了天线的辐射效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例提供的天线单元的结构示意图；
18.图2为本发明实施例提供的串馈微带天线的结构示意图。
19.其中，图中各附图标记：
20.1、基板；2、馈电微带线；3、串馈天线；4、耦合件；5、接地层。
具体实施方式
21.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
23.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.请参阅图1和图2，现对本发明提供的串馈微带天线进行说明。一种串馈微带天线，包括基板1和多个阵列布置于基板1上的天线单元，天线单元包括馈电微带线2、多个串馈天线3以及多个与串馈天线3一一对应的耦合件4，馈电微带线2、串馈天线3以及耦合件4均设于基板1的同一板面上；多个串馈天线3均位于馈电微带线2的同一侧，多个串馈天线3均设于馈电微带线2上，且沿馈电微带线2的长度方向依次设置；耦合件4上设有凹腔，串馈天线3
远离馈电微带线2的一端分别容置于对应的耦合件4的凹腔中；相邻的两个天线单元的馈电微带线2之间的间距小于或等于二分之一空气波长。
26.本发明提供的串馈微带天线，与现有技术相比，将多个天线单元阵列布置于基板1上，且各天线单元上的多个串馈天线3依次设于对应的馈电微带线2上，减少了串并结合的馈电网络引入的额外插入损耗，有效的提高了天线的辐射效率，同时多个串馈天线3位于馈电微带线2的同侧，使得天线的波束指向偏移，且在基板1上设置与各串馈天线3连接的耦合件4，耦合件4起到引向的作用，使天线的波束指向进一步偏移，且相邻两个馈电微带线2的间距小于或等于二分之一空气波长；通过这种方式，使天线的最大波束指向偏移，且减少了额外的插入损耗，有效的提高了天线的辐射效率。
27.设置耦合件4接地，通过调节耦合件4位置和长度，改变最大波束的指向。结合具有引向功能的耦合件4，该串馈微带天线可以用作毫米波的天线单元使用，测试结果表明，该串馈微带天线的最大波束指向38
°
的6db波束宽度约为155
°
，同时由于馈电方式简单，可以二分之一空气波长布阵。图2中的d为相邻的两个天线单元的馈电微带线2的间距，d的数值小于或等于二分之一空气波长。
28.对于全空域测角的雷达，为了满足理论测角范围小于或等于
±
90
°
，天线单元间距一般需要小于或等于二分之一空气波长，这样就不能使用上述尺寸远大于二分之一波长的阵列天线作为接收天线布阵。目前宽波束测角的雷达中，唯一可实现的折中方案是，发射天线使用波束指向偏离法相的阵列天线，而接收天线使用波束指向法相的传统单串微带天线。
29.请参阅图1，作为本发明提供的串馈微带天线的一种具体实施方式，多个串馈天线3呈泰勒分布设置于基板1上；采用泰勒分布降低天线布阵方向的波束副瓣电平，提高该串馈微带天线的使用性能。
30.请参阅图1，作为本发明提供的串馈微带天线的一种具体实施方式，多个串馈天线3沿馈电微带线2的长度方向依次间隔设置，因此相邻的两个串馈天线3之间不会相互影响，且安装耦合件4时也不会发生干涉。
31.优选地，请参阅图1，作为本发明提供的串馈微带天线的一种具体实施方式，多个串馈天线3等相位馈电，且间距为0.75倍空气波长；多个串馈天线3同侧分布，且等相位设置并馈电，且间距为空气波长的四分之三。
32.可选地，请参阅图1，串馈天线3为矩形金属贴片。
33.可选地，请参阅图1，矩形金属贴片为8个。
34.请参阅图1，作为本发明提供的串馈微带天线的一种具体实施方式，耦合件4为c型结构，串馈天线3自c型结构的开口处进入凹腔中；c型结构的开口处朝向串馈天线3设置，且串馈天线3的上端进入c型结构内，借助耦合件4的引向作用，进一步偏移天线的波束指向。这种c型结构的耦合件4结构简单、便于安装，且工作可靠度较高。
35.请参阅图1，作为本发明提供的串馈微带天线的一种具体实施方式，基板1的另一板面上设有接地层5，借助接地层5引入接地点；本技术的串馈微带天线带有接地层5，也可以为不带接地层的串馈微带天线。优选地，接地层5为金属板，且金属板覆盖基板1的另一板面。
36.请参阅图1，作为本发明提供的串馈微带天线的一种具体实施方式，基板1为高频
微波板材制件，采用电磁稳定性较高的高频微波板材制作基板1，提高基板1的工作性能。
37.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。