CN111697328A - 一种串馈微带天线 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于雷达天线技术领域，提供了一种串馈微带天线，包括：设置于基板正面的串馈天线、第一耦合天线、第二耦合天线，设置于基板背面的接地金属板，以及贯穿基板的第一接地孔和第二接地孔；其中，第一耦合天线和第二耦合天线平行设置于串馈天线两侧，且分别与串馈天线相距第一预设距离和第二预设距离；第一耦合天线和第二耦合天线分别通过第一接地孔、第二接地孔与接地金属板连接。本发明能够改变串馈天线的最大波束指向，展宽3db波束宽度，且不会产生额外的***损耗，有效地提高了天线的辐射效率。

Description

一种串馈微带天线
技术领域
本发明属于雷达天线技术领域，尤其涉及一种串馈微带天线。
背景技术
相对于传统的微带天线，串馈微带天线具有结构紧凑、易集成、更容易实现窄波束和高增益的特点，成为当下雷达天线领域的研究热点。
传统的串馈微带天线由于仅有一个天线单元，其水平方向的最大波束指向是固定的，3dB波束宽度在70°～80°左右。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串馈微带天线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***损耗，降低天线的辐射效率。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种串馈微带天线，以解决现有技术中的串馈微带天线容易产生额外的***损耗，辐射效率低的问题。
本发明实施例提供了一种串馈微带天线，包括：
基板、串馈天线、第一耦合天线、第一接地孔、第二耦合天线、第二接地孔和接地金属板；其中，串馈天线、第一耦合天线、第二耦合天线设置于基板正面，接地金属板设置于基板背面，第一接地孔和第二接地孔贯穿基板；第一耦合天线和第二耦合天线平行设置于串馈天线两侧；第一耦合天线与串馈天线相距第一预设距离，第二耦合天线与串馈天线相距第二预设距离；第一耦合天线和第二耦合天线分别通过第一接地孔、第二接地孔与接地金属板连接。
可选的，第一预设距离与第二预设距离相等，或第一预设距离与第二预设距离不相等。
可选的，第一耦合天线、第二耦合天线与串馈天线的结构相同，或第一耦合天线、第二耦合天线与串馈天线的结构不相同。
可选的，若第一耦合天线、第二耦合天线与串馈天线的结构相同，则串馈天线、第一耦合天线和第二耦合天线均包括通过馈电微带线依次连接的多个贴片单元，第一耦合天线、第二耦合天线的各贴片单元的位置与串馈天线的各贴片单元的位置一一对应。
可选的，串馈天线、第一耦合天线和第二耦合天线的贴片单元的分布形式均为泰勒分布。
可选的，串馈天线、第一耦合天线和第二耦合天线的贴片单元的极化方式包括水平极化、垂直极化或圆极化。
可选的，第一接地孔与第一贴片单元相距四分之一波长；其中，第一贴片单元为第一耦合天线中距离第一接地孔最近的贴片单元。
可选的，第二接地孔与第二贴片单元相距四分之一波长；其中，第二贴片单元为第二耦合天线中距离第二接地孔最近的贴片单元。
可选的，贴片单元为矩形金属贴片。
可选的，基板的材料为高频微波板材。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明通过在串馈天线的两侧平行设置两个接地耦合天线，利用天线间的耦合展宽3db波束宽度，通过改变第一耦合天线、第二耦合天线与串馈天线之间的距离，改变相互的电磁耦合量，能够实现最大波束指向的改变。相对于具有复杂馈电网络的阵列天线，本发明未引入额外的馈电网络，不会产生额外的***损耗，有效地提高了天线的辐射效率。
附图说明
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。
图1是本发明实施例提供的串馈微带天线的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的串馈微带天线的结构示意图，包括主视图1a、侧视图1b和侧视图1c，具体可以包括：
基板10、串馈天线11、第一耦合天线12、第一接地孔14、第二耦合天线13、第二接地孔15和接地金属板16。
其中，串馈天线11、第一耦合天线12和第二耦合天线13设置于基板10的正板面上，第一耦合天线12和第二耦合天线13平行设置于串馈天线11的两侧，且第一耦合天线12与串馈天线11相距第一预设距离，第二耦合天线13与串馈天线11相距第二预设距离。第一耦合天线12的一端设置有第一接地孔14，该第一接地孔14贯穿基板10，并与基板10背面的接地金属板16连接；同样的，第二耦合天线13的一端设置有第二接地孔15，该第二接地孔15贯穿基板10，并与基板10背面的接地金属板16连接。
在本发明实施例中，接地金属板16完全覆盖基板10的背板面，通过引入接地点，可以减少天线罩等周围较近物体的耦合影响，增加了天线辐射特性的稳定性。
可选的，第一预设距离与第二预设距离相等，或第一预设距离与第二预设距离不相等。
在本发明实施例中，可以设置第一预设距离与第二预设距离相等，也可以设置第一预设距离与第二预设距离不相等。当第一预设距离与第二预设距离相等时，只展宽3db波束宽度，不改变最大波束指向，在实际应用中，可以根据需要的3db波束宽度，来设置第一预设距离与第二预设距离的大小。
当第一预设距离与第二预设距离不相等时，由于将耦合天线靠近串馈天线(小于四分之一波长)时会起到引向器的作用，将耦合天线远离串馈天线(大于四分之一波长)时会起到反射器的作用，因此可以根据所需指向的角度，来设置第一预设距离与第二预设距离的大小，实现改变最大波束指向的作用，同时展宽了3db波束宽度。在本发明实施例中，最大波束可指向40°，3db波束宽度可展宽至120°。
可选的，第一耦合天线、第二耦合天线与串馈天线的结构相同，或第一耦合天线、第二耦合天线与串馈天线的结构不相同。
串馈天线两侧的第一耦合天线、第二耦合天线的结构可以与串馈天线相同，也可以不同，并且第一耦合天线与第二耦合天线也可以相同或不同，在本发明实施例中，通过设置第一耦合天线、第二耦合天线与串馈天线的结构相同，可以更方便地调节耦合天线与串馈天线的谐振点重合，进而通过耦合天线与串馈天线间的耦合作用，展宽3db波束宽度。
可选的，若第一耦合天线、第二耦合天线与串馈天线的结构相同，则串馈天线、第一耦合天线和第二耦合天线均包括通过馈电微带线依次连接的多个贴片单元，第一耦合天线、第二耦合天线的各贴片单元的位置与串馈天线的各贴片单元的位置一一对应。
在本发明实施例中，串馈天线11的设计采用8个贴片单元，各贴片单元通过馈电微带线17依次连接，贴片单元的极化方式可以为水平极化、垂直极化或圆极化，并在分布上采用泰勒分布降低天线布阵方向的波束的副瓣电平。第一耦合天线12和第二耦合天线13的贴片单元数量、极化方式以及分布形式与串馈天线11完全一致，且第一耦合天线12和第二耦合天线13的各贴片单元的位置与串馈天线11的的各贴片单元的位置一一对应。
可选的，在第一耦合天线12中，第一接地孔14与距离其最近的第一贴片单元18相距四分之一波长；在第二耦合天线13中，第二接地孔15与距离其最近的第二贴片单元19相距四分之一波长。
可选的，在本发明实施例中，贴片单元可以为矩形金属贴片。
可选的，在本发明实施例中，基板10可以采用电磁特性稳定的高频微波板材制成。
由以上内容可知，本发明通过在串馈天线的两侧平行设置两个接地耦合天线，利用天线间的耦合展宽3db波束宽度，通过改变第一耦合天线、第二耦合天线与串馈天线之间的距离，改变相互的电磁耦合量，能够实现最大波束指向的改变。且相对于具有复杂馈电网络的阵列天线，本发明未引入额外的馈电网络，不会产生额外的***损耗，有效地提高了天线的辐射效率。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种串馈微带天线，其特征在于，包括：
基板、串馈天线、第一耦合天线、第一接地孔、第二耦合天线、第二接地孔和接地金属板；
所述串馈天线、第一耦合天线、第二耦合天线设置于基板正面，所述接地金属板设置于基板背面，所述第一接地孔和第二接地孔贯穿所述基板；
所述第一耦合天线和所述第二耦合天线平行设置于串馈天线两侧；所述第一耦合天线与所述串馈天线相距第一预设距离，所述第二耦合天线与所述串馈天线相距第二预设距离；所述第一耦合天线和所述第二耦合天线分别通过第一接地孔、第二接地孔与接地金属板连接。
2.如权利要求1所述的串馈微带天线，其特征在于，所述第一预设距离与所述第二预设距离相等，或所述第一预设距离与所述第二预设距离不相等。
3.如权利要求1所述的串馈微带天线，其特征在于，所述第一耦合天线、第二耦合天线与所述串馈天线的结构相同，或所述第一耦合天线、第二耦合天线与所述串馈天线的结构不相同。
4.如权利要求3所述的串馈微带天线，其特征在于，若所述第一耦合天线、第二耦合天线与所述串馈天线的结构相同，则所述串馈天线、所述第一耦合天线和所述第二耦合天线均包括通过馈电微带线依次连接的多个贴片单元，所述第一耦合天线、第二耦合天线的各贴片单元的位置与所述串馈天线的各贴片单元的位置一一对应。
5.如权利要求4所述的串馈微带天线，其特征在于，所述串馈天线、所述第一耦合天线和所述第二耦合天线的贴片单元的分布形式均为泰勒分布。
6.如权利要求4所述的串馈微带天线，其特征在于，所述串馈天线、所述第一耦合天线和所述第二耦合天线的贴片单元的极化方式包括水平极化、垂直极化或圆极化。
7.如权利要求4所述的串馈微带天线，其特征在于，所述第一接地孔与第一贴片单元相距四分之一波长；其中，所述第一贴片单元为第一耦合天线中距离第一接地孔最近的贴片单元。
8.如权利要求4所述的串馈微带天线，其特征在于，所述第二接地孔与第二贴片单元相距四分之一波长；其中，所述第二贴片单元为第二耦合天线中距离第二接地孔最近的贴片单元。
9.如权利要求4-8任一项所述的串馈微带天线，其特征在于，所述贴片单元为矩形金属贴片。
10.如权利要求1所述的串馈微带天线，其特征在于，所述基板的材料为高频微波板材。
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