一种C波段相控阵微带天线的制作方法

一种c波段相控阵微带天线
技术领域
1.本实用新型属于相控阵微带天线领域，特别涉及一种c波段相控阵微带天线。


背景技术：

2.安防雷达主要用于探测一定区域内的运动目标，包含行人、车辆、船只等，并对运动目标进行跟踪。随着近几年安防雷达在民用领域的推广和应用，市场对雷达在重点区域监控、缉私、河道保护等领域的应用接受度逐渐提高，市场对安防雷达产品的价格比较敏感，尤其对于近距离探测的河道船只监视雷达，由于需求量多，价格也备受关注。
3.天线作为安防雷达里重要的分系统，天线的复杂程度直接决定着雷达整机的体积、重量以及规模，因此降低相控阵安防雷达天线的复杂度及成本，对于产品的应用和推广，具有重要意义。
4.通常用的相控阵天线形式有波导缝隙天线、微带阵子天线等，但都存在加工难度大、成本高、结构复杂、不便于安装等缺点，在不同程度上增加了系统的复杂度、成本和重量。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种c波段相控阵微带天线。本实用新型的将馈线网络与天线单元集成在同一块微带板上，通过串联馈电、利用线宽进行电流及幅度匹配设计，将串馈天线单元的辐射幅度与理论的加权幅度相匹配，可实现天线的幅度加权，满足天线波束宽度、副瓣电平等技术指标，同时减小了天线馈电网络系统的损耗，降低了天线系统的复杂度。
6.本实用新型的技术方案是：一种c波段相控阵微带天线，包括8个串馈天线阵和微带介质板，串馈天线阵为微带贴片形式，8个串馈天线阵并行排列，两个串馈天线阵之间的间距为28.5mm，其特征在于：每个串馈天线阵包括天线输入口、天线输入匹配电路、匹配串馈线、相位匹配电路、串馈线、1#天线单元、2#天线单元；3#天线单元；4#天线单元；5#天线单元；6#天线单元、1级幅度匹配电路、2级幅度匹配电路，天线输入口位于天线输入匹配电路中心位置；天线输入匹配电路一侧通过匹配串馈线与1#天线单元连接，1#天线单元通过串馈线和1级幅度匹配电路与2#天线单元连接，2#天线单元通过串馈线和2级幅度匹配电路与3#天线单元连接；天线输入匹配电路另一侧通过相位匹配电路与4#天线单元连接，4#天线单元通过串馈线和1级幅度匹配电路与5#天线单元连接，5#天线单元通过串馈线和2级幅度匹配电路与6#天线单元连接；1级幅度匹配电路宽度为0.95mm，长度为6mm～10mm；1#天线单元、2#天线单元、4#天线单元、5#天线单元、6#天线单元、3#天线单元的长度为20.47mm；1#天线单元、2#天线单元之间的间距为30mm～35mm；2#天线单元、3#天线单元之间的间距为30mm～35mm；4#天线单元、5#天线单元之间的间距为30mm～35mm；5#天线单元、6#天线单元之间的间距为30mm～35mm；1#天线单元、2#天线单元、3#天线单元、4#天线单元、5#天线单元、6#天线单元的宽度均为16.75mm。
7.根据如上所述的一种c波段相控阵微带天线，其特征在于：微带介质板为旺灵f4bm板材，厚度为1.0mm。
8.根据如上所述的一种c波段相控阵微带天线，其特征在于：1#天线单元、2#天线单元之间的间距为33mm；2#天线单元、3#天线单元之间的间距为33mm；4#天线单元、5#天线单元之间的间距为33mm；5#天线单元、6#天线单元之间的间距为33mm。
9.根据如上所述的一种c波段相控阵微带天线，其特征在于：1级幅度匹配电路长度为8.45mm，宽度为0.95mm。
10.根据如上所述的一种c波段相控阵微带天线，其特征在于：相位匹配电路的宽度为0.5mm。
11.本实用新型的有益效果是：本实用新型的微带天线体积小，重量轻，加工简单且一致性好；减小了天线馈电网络系统的损耗，降低了天线系统的复杂度；降低便携式地面安防雷达相控阵天线的加工难度和成本。
附图说明
12.图1为微带相控阵天线整体布局图。
13.图2为单个串馈微带天线阵示意图。
14.图3为串馈微带天线输入端匹配电路图。
15.附图标记说明：微带介质板1、串馈天线阵2、串馈线3、天线输入匹配电路4、相位匹配电路5、天线输入口6、1级幅度匹配电路7、2级幅度匹配电路8、1#天线单元9、2#天线单元10、匹配串馈线11、4#天线单元12、5#天线单元13、6#天线单元14、3#天线单元15。
具体实施方式
16.以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
17.本实用新型的c波段相控阵微带天线适用频段为5.4ghz～5.6ghz。如图1所示，本实用新型的一种c波段相控阵微带天线包括8个串馈天线阵2和微带介质板1。本实用新型的串馈天线阵2为微带贴片形式，8个串馈天线阵2并行排列，两个串馈天线阵2之间的间距为28.5mm，满足雷达方位面波束扫描正负45
°
要求，串馈天线阵2斜线部分采用微带介质表面敷铜，沉金工艺，防腐蚀；微带介质板1为旺灵f4bm板材，厚度为1.0mm，在保证天线性能的同时，降低微带介质板的损耗，降低加工成本；天线输入匹配电路4为单级匹配电路，实现天线输入口6和串馈天线阵2之间的电阻匹配，展宽带宽。
18.如附图2所示，每个串馈天线阵2包括天线输入口6、天线输入匹配电路4、匹配串馈线11、相位匹配电路5、串馈线3、1#天线单元9、2#天线单元10；3#天线单元15；4#天线单元12；5#天线单元13；6#天线单元14、1级幅度匹配电路7、2级幅度匹配电路8，天线输入口6位于天线输入匹配电路4中心位置。天线输入匹配电路4一侧通过匹配串馈线11与1#天线单元9连接，1#天线单元9通过串馈线3和1级幅度匹配电路7与2#天线单元10连接，2#天线单元10通过串馈线3和2级幅度匹配电路8与3#天线单元15连接。天线输入匹配电路4另一侧通过相位匹配电路5与4#天线单元12连接，4#天线单元12通过串馈线3和1级幅度匹配电路7与5#天线单元13连接，5#天线单元13通过串馈线3和2级幅度匹配电路8与6#天线单元14连接。本实用新型的串馈线3将1～6#天线单元串联馈电，减小馈线长度，降低传输损耗，增加天线系统
增益。本实用新型根据设计需要可以改变天线单元数量，其数量可为4～14的偶数个，如两边都设置4个，则总数为8个，在现有基础上，两边各增加1个天线单元并相应的增加串馈线和幅度匹配电路即可。
19.每个天线单元(本实用新型附图中有1#天线单元9、2#天线单元10、4#天线单元12、5#天线单元13、6#天线单元14、3#天线单元15共六个天线单元)长度为20.47mm，宽度为16.75mm，保证天线工作在c波段，天线单元间的间距为30mm～35mm，最好为33mm，实现天线单元辐射电磁波在空间同相相加；1级幅度匹配电路7，宽度为0.95mm，长度为6mm～10mm，长度最好为8.45mm，保证天线单元与串馈线3之间的匹配；1#-6#天线单元的长度及宽度相同，通过调节1级和2级匹配电路的阻抗，使天线单元辐射能量与泰勒加权幅度匹配，实现天线阵列的幅度加权，降低波束副瓣电平。
20.天线输入端匹配电路如图3所示，相位匹配电路5的宽度为0.5mm，与馈线网络匹配，1级幅度匹配电路7宽度为0.95mm，长度为8.45mm；2级幅度匹配电路8长度为8.45mm，宽度为0.97mm，1级幅度匹配电路7和2级幅度匹配电路8实现天线串馈线和天线之间的阻抗匹配，降低天线输入端电压驻波比。
21.本实用新型在满足雷达性能指标的前提下，利用微带天线电流匹配设计方式，减小了天线馈线设计的复杂度，减小了天线的体积，减轻了天线分系统的重量，提高了天线系统的集成度，为天线阵面大角度波束扫描提供了设计空间，同时降低了加工难度和成本。