申请/专利权人：电子科技大学;北京环境特性研究所

申请日：2022-08-01

公开（公告）日：2022-11-29

公开（公告）号：CN115411512A

主分类号：H01Q1/38

分类号：H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q9/04;H01Q21/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2022.12.16#实质审查的生效;2022.11.29#公开

摘要：该发明公开了一种平面化无源二维宽角VanAtta反向阵天线，涉及雷达探测天线技术领域，尤其涉及一种基于VanAtta原理设计的平面化雷达反射截面积增强阵列天线。本发明提出的二维8×8VanAtta无源反向阵通过在相位共轭网络与天线阵之间增加较低高度的空气层，使用两层微带线实现了相位共轭网络的平面化设计，空气层的引入既减少了PCB压合次数，又具有增加天线带宽的作用。在有限空间内设计不同类型的传输线长度补偿网络来弥补不同传输线之间的长度差。另外，通过多次引入跨层结构，使32条等长微带传输线在上下两个平面内交错排布，充分利用了天线阵下方的口径面积，有效地减小了大规模反向阵的体积和剖面，实现了较大规模VanAtta反向阵的平面化设计。

主权项：1.一种平面化无源二维宽角VanAtta反向阵天线，该天线包括：天线阵列层、平面共轭网络层，天线阵列层和平面共轭网路层之间间隔有空气缝隙；所述天线阵列层包括基板和设置在基板上的天线贴片，所述平面相位共轭网络由M条微波传输线组成，分为馈电段，传输段，跨层段以及长度补偿段，馈电段设计在天线单元的正下方，其数量与天线单元个数相同，共有2M个，在馈电段上层的金属地板上均设置了U型缝隙，在与缝隙正交的方向上，馈电段设有馈电延长线；传输段与馈电段相连，传输段包含长距离平行布线和多个90度弯折布线结构，M条传输段具有M个输入端和M个输出端，共具有2M个连接处，分别与2M个馈电段相连；跨层段是一种连接上下两层传输线，实现上下层传输线相互转换的跨层结构6；由于不同位置上中心对称的天线对之间的距离不完全相等，所以每条传输线的长度是不相等的，为了满足相位共轭网络宽带工作的要求，需要对各条传输线的长度进行补偿，针对4组相位共轭网络的布局结构，设计了4组不同形式的长度补偿网络，每组长度补偿网络接入在传输段中；为了保证上层微带线5和下层微带线4具有相同的相位常数，降低设计复杂度和加工难度，在天线阵与相位共轭网络之间引入高度为H的空气层，空气层的引入不仅能满足双层微带线同相位常数的要求，还能够增加天线带宽，增加反向阵的工作带宽；根据VanAtta反向阵的设计原理，处在中心对称位置上的两个天线单元由一根传输线相连，人为的将天线阵进行分组，沿着y轴方向上将天线分为8组，从左至右依次为第一组天线至第八组天线；依照天线分组，将第一组天线7和第八组天线14相连，第二组天线8和第七组天线13相连，第三组天线9和第六组天线12相连，第四组天线10和第五组天线11相连；上述8组天线共需要4组传输线网络，这4组传输线网络共同组成VanAtta反向阵的相位共轭网络，可分为上层相位共轭网络15和下层相位共轭网络16；在第一组传输线网络17中，第一组天线通过U型缝隙与下层馈电段18实现能量传递，该组8条传输线经过一次90度拐角后沿着x方向布线至板材边缘，第二次进行90度拐角后通过跨层结构19转换为上层传输线继续沿y方向布线至板材边缘附近，再次进行跨层转换20，下层传输线沿着-x方向至第八组天线下方，与第一组长度补偿网络21相接，最后与第八组天线下方的馈电段连接，至此，完成第一组相位共轭网络的设计，实现第一组天线与第八组天线的连接；第二组相位共轭网络22的设计方式与第一组相位共轭网络在空间上完全相反，第二组天线下方的馈电段延伸一段较短的距离后便经过跨层结构转23换为上层传输线，接着沿着-y方向布线，经过两次90度拐角后紧贴板材边缘沿着y方向布线至第二次跨层转换结构24，在第二次跨层后，第二组相位共轭网络布线至第七组天线下方，与长度补偿网络相连后接入第七组天线下方的馈电段，由于尺寸限制以及第一组相位共轭网络的阻挡，将第二组相位共轭网络中的长度补偿网络分为两部分，它们分别设置在第二组天线下方25和第七组天线下方26的线路中；第三组天线和第六组天线在空间上距离较近，连接这两组天线所需传输线的长度较短，所以第三组传输线网络27的长度补偿网络需要具有更大的补偿能力，第三组天线下方的馈电段弯折90度后沿着x方向传输至介质板边缘进行第二次90度弯折，沿y方向布线至第六组天线下方，随后跨层结构28将下层传输线转换为上层传输线，经过跨层结构后将其接入长度补偿网络29，在完成长度补偿后再次跨层，将上层传输线转换为下层传输线并与第六组天线下方的馈电段相接。第四组传输线网络30将第四组天线与第五组天线相连，这两组天线在空间上距离最近，需要进行补偿的长度也最大，第四组天线下方的馈电段向外延伸一小段距离后进行U型弯折，再进行跨层将下层传输线转换为上层传输线，得益于前三组相位共轭网络未占用上层介质板中心的位置，为第四组相位共轭网络较大尺寸的长度补偿网络31留下了足够的空间，在完成长度补偿后，进行第二次跨层，将上层传输线转换为下层传输线，此次转化后第四组相位共轭网络布线至第二组与第三组天线下方中间，将其沿着x方向布线，经过两次90度转角后至第六组天线下方，与第六组天线下方的馈电段相连。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学;北京环境特性研究所 一种平面化无源二维宽角Van Atta反向阵天线

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