技術領域

本發明涉及一種適用于相控陣天線進行圓極化寬角掃描的相控陣天線子陣。

背景技術

現今，機載陣列天線已經由最早的固定波束機械掃描陣列天線逐漸向相控陣天線過渡，而相控陣天線又分為無源相控陣天線和有源相控陣天線兩類。現代先進作戰飛機平臺對機載天線的要求主要有：盡量與機身外形一致，以低輪廓的形式出現，以不破壞作戰飛機原有的氣動特性并獲得較好的雷達低可探測性；盡量減小重量，降低作戰飛機起飛重量的負擔。

同時，在有些機載天線的應用場合，需要相控陣天線進行圓極化寬角掃描，即當天線掃描到大角度時能獲得較高增益和軸比特性。傳統使用固定波束的機械掃描陣列天線，結構復雜，重量較大，需要伺服系統，使得掃描速度過慢，已經不大符合當今飛機的設計思路。

現有技術采用圓極化單元作為相控陣天線陣列單元，陣列排布往往采用一些規則的形式，例如矩陣排布，這樣的設計使得相控陣天線存在較大的掃描盲區，即在較大角度的掃描區域內，相控陣天線的增益下降和軸比惡化十分嚴重。另外，此時相控陣天線也會出現嚴重的反旋問題。

現有技術為了實施對天線的保護，在機載天線安裝的位置，都加裝了對飛機的氣動特性及雷達低可探測性不利的天線罩。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術的不足之處，提供一種具有良好的寬角掃描增益特性和寬角掃描圓極化特性，可較好避免反旋的相控陣天線子陣。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：本發明提供的一種寬角掃描圓極化相控陣天線子陣，包括：層疊在微帶天線介質板10上，具有透波特性的覆蓋保護層和三個圓極化微帶天線單元，其特征在于，三個圓極化微帶天線輻射貼片，以三元旋轉子陣形式分布在微帶天線介質板10上；微帶天線介質板下方的金屬層6作為三個微帶天線單元的金屬地；同軸接頭內芯3和同軸接頭外芯4組成一個同軸饋電端口，同軸外芯連接金屬地，同軸接頭內芯以盲插方式，無接觸的連接位于微帶天線介質板上的輻射貼片，所述同軸饋電端口對微帶天線單元進行電磁耦合饋電并利用移相器實施相位補償，根據三元旋轉子陣各端口饋電相位滯后方向及各圓極化天線單元極化方向的不同，便可得到輻射左旋圓極化電磁波的子陣或輻射右旋圓極化電磁波的子陣。

本發明的有益的效果是：三個微帶天線單元輻射貼片分別繞著自身的饋電中心點旋轉了一定的角度，同時在其對應的三個同軸饋電端口處進行了相應角度的相位補償。若采用本發明所提供的三元旋轉子陣的形式來構建圓極化相控陣天線，可以獲得較好的子陣大角度軸比特性，使整個圓極化相控陣在進行大角度掃描時軸比特性較好，同時，由于軸比的降低，其大角度增益也得到相應的提升。另一方面，所提供的三元旋轉子陣，與傳統的四元旋轉子陣相比，可較好的避免反旋問題，即天線的交叉極化分量在掃描面內疊加產生一個與主極化波束可比擬的波束，這對降低機載陣列天線模式項RCS，使飛機獲得較低的雷達低可探測性是有利的。

本發明中采用同軸接頭盲插的方式對微帶圓極化天線單元進行電磁耦合饋電，即同軸接頭內芯沒有與微帶貼片直接接觸，與其保持一定的高度差；同時同軸接頭內芯與饋電處的金屬化過孔也存在一定的間隙，這些間隙在微波頻段產生電容效應，通過調節間隙的大小，可以獲得良好的匹配。使用這種饋電方式可以避免使用錫焊操作，降低加工的難度和成本。另外，由于不使用錫焊工藝，微帶天線單元饋電點處不存在焊錫的突起，可以獲得較好的平整度，這一優點有利于后期包括覆蓋保護層等部件與天線陣面的無縫裝聯。

本發明所提供的三元旋轉子陣，由該子陣構建的整個天線陣列包括了一層位于微帶天線上方的具有透波特性的覆蓋保護層，這個保護層可以替代傳統機載天線上使用的天線罩，承受載荷，對天線進行保護的作用。利用這個保護層可以隔離外界環境與天線陣列，保護和偽裝天線陣列。由于覆蓋保護層是一層平面結構，可以很好的與天線陣面一體化成型加工，也有利于降低天線系統的剖面高度，獲得良好的氣動性能和雷達低可探測性。

附圖說明

下面結合附圖實施方法對本發明專利進一步說明。

圖1是本發明一種新型寬角掃描圓極化相控陣天線子陣的總體示意圖。

圖2是圖1的主視圖。

圖中：1第一輻射貼片，2金屬化過孔，3同軸接頭內芯,4同軸接頭外芯，5第二輻射貼片，6金屬層，7饋電中心點,8饋電端口，9第三輻射貼片，10微帶天線介質板，11覆蓋保護層。

具體實施方式