一種低剖面寬帶介質背腔四輻射器天線單元制造技術

本發明專利技術屬于微波天線技術，涉及對寬帶介質背腔四輻射器天線單元的改進。它包括輻射介質板(1)、微帶饋電介質板(2)和四等分功分器，其特征在于：用介質背腔代替了金屬背腔。從而減小了體積和重量，減小了饋電損耗，提高了整體集成性，降低了成本。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術屬于微波天線技術，涉及對寬帶介質背腔四輻射器天線單元的改進。它包括輻射介質板(1)、微帶饋電介質板(2)和四等分功分器，其特征在于：用介質背腔代替了金屬背腔。從而減小了體積和重量，減小了饋電損耗，提高了整體集成性，降低了成本。【專利說明】一種低剖面寬帶介質背腔四輻射器天線單元
本專利技術屬于微波天線技術，涉及對寬帶介質背腔四輻射器天線單元的改進。
技術介紹
相控陣體制尤其是有源相控陣體制，使得雷達具有靈活的電子掃描、先進的功率管理和信號處理技術能力，帶來了很多卓越的性能。與普通機載機械掃描火控雷達相比，機載有源相控陣火控雷達不僅在作用距離、抗干擾能力、可靠性和天線隱身設計等方面的性能大大提高，還具備了實現同時多功能和真正意義上的多目標攻擊等能力。振子天線和螺旋天線已成功被用于相控陣系統中，但是上述天線具有較高的剖面，導致體積和重量大，限制了其在機載有源相控陣中的應用。金屬背腔天線是一種寬帶低剖面的天線，目前的一種金屬背腔四輻射器天線單元的結構參見圖1至圖3，它由輻射介質板1、微帶饋電介質板2、金屬板3和四等分功分器組成。在輻射介質板I的上表面有四個正方形的成矩形排列的輻射貼片13，在微帶饋電介質板2的上表面有四條微帶線12，每條微帶線的一端與一個輻射貼片13形成饋電耦合，每條微帶線的另一端與一個第一金屬化孔11的上端形成電連接。輻射介質板I的下表面與微帶饋電介質板2的上表面粘接為整體。在金屬板3的上表面上有四個空氣背腔14，每個空氣背腔14的位置與輻射貼片13的位置對應，每個空氣背腔14是一個水平截面為矩形的凹槽。所說的四等分功分器由功分器上介質板4、功分器下介質板5和SMA同軸連接器7組成。在功分器上介質板4的上表面粘貼著由覆銅箔構成的上屏蔽板15，在功分器上介質板4的下表面上粘有帶狀線中心導帶8，帶狀線中心導帶8有四個輸出端和一個輸入端。在功分器上介質板4上有4個第二金屬化孔9,每個第二金屬化孔9的位置與一個帶狀線中心導帶輸出端的位置對應，每個第二金屬化孔9的下端與所對應的帶狀線中心導帶輸出端形成電連接，每個第二金屬化孔9的上端與上屏蔽板15保持絕緣。功分器下介質板5的下表面粘貼著由覆銅箔構成的下屏蔽板6，在功分器下介質板5的下表面、與帶狀線中心導帶輸入端對應的位置固定著SMA同軸連接器7，在功分器下介質板5上有第三金屬化孔17，第三金屬化孔17的下端與SMA同軸連接器7的內導體形成電連接，第三金屬化孔17的上端與帶狀線中心導帶的輸入端形成電連接，SMA同軸連接器7的外導體與下屏蔽板6形成電連接，功分器上介質板4的下表面和功分器下介質板5的上表面粘接為整體。金屬板3位于微帶饋電介質板2的下表面和功分器上介質板4的上表面之間并且粘接為整體，在金屬板3上有4個同軸線安裝孔，每個同軸線安裝孔的位置與一個第一金屬化孔11和第二金屬化孔9的位置對應，在每個同軸線安裝孔內安裝有同軸線10，同軸線10內導體的上端與第一金屬化孔11的下端形成電連接，同軸線10內導體的下端與第二金屬化孔9的上端形成電連接。其工作原理是:輸入功率由SMA同軸連接器7接入，經四等分功分器等分輸送到四條微帶線12，四條微帶線12通過背腔對輻射貼片13耦合饋電向外輻射能量。其缺點是:第一、體積和重量大。由于金屬背腔本身具有較高的縱向剖面，增大了天線單元的體積和重量；第二、饋電損耗大。由于微帶線12與帶狀線中心導帶8的連接需要貫穿整個金屬板3，使得同軸線10的長度增大，增加了饋電損耗；第三、整體集成性差。同軸線10與第一金屬化孔11和第二金屬化孔9的連接處需要使用同軸插接件，使結構復雜，進一步增加了體積和重量，提高了成本。
技術實現思路
本專利技術的目的是:提出一種體積和重量小、饋電損耗小、整體集成性好的寬帶介質背腔四輻射器天線單元。本專利技術的技術方案是:一種低剖面寬帶介質背腔四輻射器天線單元，它包括輻射介質板1、微帶饋電介質板2和四等分功分器；在輻射介質板I的上表面有四個正方形的成矩形排列的輻射貼片13，在微帶饋電介質板2的上表面有四條微帶線12，每條微帶線的一端與一個輻射貼片13形成饋電耦合，每條微帶線的另一端與一個第一金屬化孔11的上端形成電連接，輻射介質板I的下表面與微帶饋電介質板2的上表面粘接為整體；所說的四功分器由功分器上介質板4、功分器下介質板5和SMA同軸連接器7組成；在功分器上介質板4的上表面粘貼著由覆銅箔構成的上屏蔽板15，在功分器上介質板4的下表面上粘有帶狀線中心導帶8，帶狀線中心導帶8有四個輸出端和一個輸入端，在功分器上介質板4上有4個第二金屬化孔9，每個第二金屬化孔9的位置與一個帶狀線中心導帶輸出端的位置對應，每個第二金屬化孔9的下端與所對應的帶狀線中心導帶輸出端形成電連接，每個第二金屬化孔9的上端與上屏蔽板15保持絕緣，功分器下介質板5的下表面粘貼著由覆銅箔構成的下屏蔽板6，在功分器下介質板5的下表面、與帶狀線中心導帶輸入端對應的位置固定著SMA同軸連接器7，在功分器下介質板5上有第三金屬化孔17，第三金屬化孔17的下端與SMA同軸連接器7的內導體形成電連接，第三金屬化孔17的上端與帶狀線中心導帶的輸入端形成電連接，SMA同軸連接器7的外導體與下屏蔽板6形成電連接，功分器上介質板4的下表面和功分器下介質板5的上表面粘接為整體；其特征在于:微帶饋電介質板2的下表面與功分器上介質板4的上表面粘接為整體；每個第二金屬化孔9的位置與一個第一金屬化孔11的位置對應，每個第二金屬化孔9的上端與所對應的第一金屬化孔11的下端形成電連接；在功分器上有四個介質背腔，每個介質背腔的位置與輻射貼片13的位置對應，每個介質背腔由一組貫通上介質板4和下介質板5的第四金屬化孔16圍成，所圍成的水平截面圖形為長圓形或矩形，該圖形的垂直中心線與輻射貼片13的垂直中心線共線，第四金屬化孔16的上端與上屏蔽板15形成電連接，第四金屬化孔16的下端與下屏蔽板6形成電連接；當介質背腔的水平截面圖形為長圓形時，所有第四金屬化孔16的內切長圓形的寬度W= (0.8?1.2) a，所有第四金屬化孔16的內切矩形的長度si= (0.8?1.5) a，a為輻射貼片13的邊長；當介質背腔的水平截面圖形為矩形時，所有第四金屬化孔16的內切長圓形的寬度為w，所有第四金屬化孔16的內切矩形的長度s2=(l?2)a。本專利技術的優點是:第一、體積和重量小。介質背腔替代了金屬背腔，天線單元的重量減輕了，介質背腔位于四等分功分器的介質板4和下介質板5內，降低了天線單元的剖面。第二、饋電損耗小。由于省略了同軸線10，因此饋電損耗大大減少。第三、整體集成性好。由于省略了同軸線10和插接件，簡化了結構，進一步減少了體積和重量，降低了成本。【專利附圖】【附圖說明】圖1是目前的一種金屬背腔四輻射器天線單元的結構示意圖，它是輻射介質板I的俯視圖。為了顯示不同介質層的結構，此圖對各介質層做了透視處理。圖2是圖1中1-1剖面的剖視圖，該剖面為垂直剖面。圖3是圖1中I1-1I剖面的剖視圖。圖4是本專利技術的結構示意圖，它是輻射介質板I的俯視圖。為了顯示不同介質層的結構，此圖對各介質層做了透視處理。圖5是圖4中II1-1II剖面的剖視圖，該剖面為垂直剖面。圖6是圖4中IV 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低剖面寬帶介質背腔四輻射器天線單元，它包括輻射介質板(1)、微帶饋電介質板(2)和四等分功分器；在輻射介質板(1)的上表面有四個正方形的成矩形排列的輻射貼片(13),在微帶饋電介質板(2)的上表面有四條微帶線(12)，每條微帶線的一端與一個輻射貼片(13)形成饋電耦合，每條微帶線的另一端與一個第一金屬化孔(11)的上端形成電連接，輻射介質板(1)的下表面與微帶饋電介質板(2)的上表面粘接為整體；所說的四等分功分器由功分器上介質板(4)、功分器下介質板(5)和SMA同軸連接器(7)組成；在功分器上介質板(4)的上表面粘貼著由覆銅箔構成的上屏蔽板(15),在功分器上介質板(4)的下表面上粘有帶狀線中心導帶(8),帶狀線中心導帶(8)有四個輸出端和一個輸入端，在功分器上介質板(4)上有4個第二金屬化孔(9)，每個第二金屬化孔(9)的位置與一個帶狀線中心導帶輸出端的位置對應，每個第二金屬化孔(9)的下端與所對應的帶狀線中心導帶輸出端形成電連接，每個第二金屬化孔(9)的上端與上屏蔽板(15)保持絕緣，功分器下介質板(5)的下表面粘貼著由覆銅箔構成的下屏蔽板(6),在功分器下介質板(5)的下表面、與帶狀線中心導帶輸入端對應的位置固定著SMA同軸連接器(7)，在功分器下介質板(5)上有第三金屬化孔(17),第三金屬化孔(17)的下端與SMA同軸連接器(7)的內導體形成電連接，第三金屬化孔(17)的上端與帶狀線中心導帶的輸入端形成電連接，SMA同軸連接器(7)的外導體與下屏蔽板(6)形成電連接，功分器上介質板(4)的下表面和功分器下介質板(5)的上表面粘接為整體；其特征在于：微帶饋電介質板(2)的下表面與功分器上介質板(4)的上表面粘接為整體；每個第二金屬化孔(9)的位置與一個第一金屬化孔(11)的位置對應，每個第二金屬化孔(9)的上端與所對應的第一金屬化孔(11)的下端形成電連接；在功分器上有四個介質背腔，每個介質背腔的位置與輻射貼片(13)的位置對應，每個介質背腔由一組貫通上介質板(4)和下介質板(5)的第四金屬化孔(16)圍成，所圍成的水平截面圖形為長圓形或矩形，該圖形的垂直中心線與輻射貼片(13)的垂直中心線共線，第四金屬化孔(16)的上端與上屏蔽板(15)形成電連接，第四金屬化孔(16)的下端與下屏蔽板(6)形成電連接；當介質背腔的水平截面圖形為長圓形時，所有第四金屬化孔(16)的內切長圓形的寬度w=(0.8～1.2)a，所有第四金屬化孔(16)的內切矩形的長度s1=(0.8～1.5)a，a為輻射貼片(13)的邊長；當介質背腔的水平截面圖形為矩形時，所有第四金屬化孔(16)的內切長圓形的寬度為w，所有第四金屬化孔(16)的內切矩形的長度s2=(1～2)a。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張兆成，孫丹，周丹晨，
申請(專利權)人：中國航空工業第六○七研究所，
類型：發明
國別省市：江蘇;32