CN109860995B - 一种轻量型相控阵天线校正装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开提供一种轻量型相控阵天线校正装置，包括金属反射板、天线块和校正网络；所述天线块和所述校正网络均设置于所述金属反射板的同一端面上，所述校正网络包括校正介质板、校正线和校正连接器；所述校正介质板内嵌于所述金属反射板中，所述校正线刻蚀于所述校正介质板的表面，所述校正介质板和所述校正线均穿过各所述天线块的底部；所述校正连接器设置于所述校正线上，且所述校正连接器与校正分机或负载连接；本发明将校正网络与金属反射板集成，达到降低天线剖面的效果；校正线重量轻并且内嵌于金属发射板，可以实现整个阵面的小型化；采用天线单元与校正网络分离设计，校正网络与金属反射板集成，可以对任意天线单元实现独立更换。
Description
技术领域
本发明涉及相控阵天线领域，具体涉及一种轻量型相控阵天线校正装置。
背景技术
随着科学技术的发展，相控阵天线已普遍应用于民用和军事领域。为了实现相控阵天线性能，必须对天线的幅度、相位严格控制。因此，校正装置是相控阵天线一个非常重要的装置。同时现代高速飞行器，如飞机、导弹、卫星等平台要求相控阵天线阵具有低剖面和轻重量等特点。但现已公开的校正网络设计很难同时满足上述要求。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种轻量型相控阵天线校正装置，包括金属反射板、天线块和校正网络；所述天线块和所述校正网络均设置于所述金属反射板的同一端面上，所述校正网络包括校正介质板、校正线和校正连接器；所述校正介质板内嵌于所述金属反射板中，所述校正线刻蚀于所述校正介质板的表面，所述校正介质板和所述校正线均穿过各所述天线块的底部；所述校正连接器设置于所述校正线上，且所述校正连接器与校正分机或负载连接。
较佳的，同一所述金属反射板上的所述天线块均沿同一方向等距排列设置。
较佳的，所述天线块包块水平极化天线块和垂直极化极化天线块；所述水平极化天线块和所述垂直极化极化天线块在所述金属反射板端面上相互垂直设置。
较佳的，所述校正连接器设置有2个，且所述校正连接器分别设置于所述校正线的两端，两所述校正连接器分别连接所述校正分机和所述负载。
较佳的，所述校正线对应各所述天线块均设置有弯折段。
较佳的，所述校正连接器设置有3个，且所述校正连接器分别设置于所述校正线的两端及所述校正线的中部，所述校正线两端的所述校正连接器连接所述负载，所述校正线中部的所述校正连接器连接所述校正分机。
较佳的，所述金属反射板上设置有凹槽，所述校正介质板通过所述凹槽在所述金属反射板上内嵌。
较佳的，所述校正线设置为单层微带板。
较佳的，包括若干所述校正网络；各所述校正网络两端的所述校正连接器连接所述负载，各所述校正网络中部的所述校正连接器通过射频电缆与功分网络连接至所述校正分机。
较佳的，包括若干所述校正网络；各所述校正网络两端的所述校正连接器连接所述负载，各所述校正网络中部的所述校正连接器通过射频电缆与开关矩阵连接至所述校正分机。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：1，本发明将校正网络与金属反射板集成，达到降低天线剖面的效果；2，本发明的校正线为单层微带板，重量轻，并且内嵌于金属发射板，不占用额外的尺寸，可以实现整个阵面的小型化；3，本发明采用天线单元与校正网络分离设计，校正网络与金属反射板集成，可以对任意天线单元实现独立更换。因此本发明相比传统的校正网络具有易维修性。
附图说明
图1为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置实施例一的整体结构视图；
图2为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置实施例一的分解视图；
图3为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置实施例二的整体结构视图；
图4为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置实施例三的整体结构视图；
图5为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置采用功分网络在两维相控阵天线上的连接示意图；
图6为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置采用开关矩阵在两维相控阵天线上的连接示意图。
图中数字表示：
10-金属反射板；11-凹槽；20-天线块；21-水平极化天线块；22-垂直极化天线块；30-校正网络；31-校正介质板；32-校正线；33-校正连接器；34-负载；40-射频电缆；50-功分网络；60-校正分机；70-开关矩阵。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
如图1、图2所示，图1为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置在本实施例的整体结构视图；图2为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置实施例一的分解视图；所述轻量型相控阵天线校正装置包括金属反射板10、天线块20和校正网络30。所述天线块20和所述校正网络30设置于所述金属反射板10的同一端面上。当天线校正时，所述金属反射板10上的若干所述天线块20依次向外辐射，使一部分能量耦合进入所述校正网络30，从而获得每个通道的幅相分布。
所述天线块20包块水平极化天线块21和垂直极化极化天线块22。所述水平极化天线块21和所述垂直极化极化天线块22在所述金属反射板10端面上相互垂直设置。同一所述金属反射板10上的所述天线块20均沿同一方向等距排列设置。
所述天线块20和所述校正网络30均设置于所述金属反射板10的同一端面上，且所述校正网络30对应所述天线块20设置。所述校正网络30包括校正介质板31、校正线32和校正连接器33。较佳的，所述校正介质板31内嵌于所述金属反射板10中，所述校正线32刻蚀于所述校正介质板31的上表面，所述校正介质板31和所述校正线32均穿过各所述天线块20的底部，以用于采集各所述天线块20的近场能量。设置于所述校正线32两端的两所述校正连接器33分别连接校正分机60和负载34。
在校正时，通过控制各所述天线块20依次向外辐射能量，所述校正网络30通过空间耦合，采集各所述天线块20的近场能量，并传输至所述校正分机60，从而实现对每个天线通道幅相的数据采集。
针对本发明所述轻量型相控阵天线校正装置，传统的校正网络是将校正网络与天线单元实现集成，若需更换天线单元时，必须将一整列或一整行天线单元进行更换，而本发明实现了所述天线块20与所述校正网络30分离设计，所述天线块20和所述校正网络30的相互独立设置，所述校正网络30与所述金属反射板10集成，相比与传统的天线单元与校正网络一体化设计，可以实现对各所述天线块20的独立更换，具有易维修性特点。
传统校正网络位于天线后侧，与天线馈电线之间通过缝隙耦合，将天线单元与校正网络一体化集成，带来的缺点是导致天线的整个剖面较高，不利于天线系统的小型化。而本发明将所述校正介质板31内嵌于所述金属反射板10上的凹槽11中，从而实现所述校正网络30与所述金属反射板10的集成设计，在减小天线单元剖面高度的同时，降低天线单元的整体重量，实现所述轻量型相控阵天线校正装置的小型化和轻量化设计。
实施例二
如图3所示，图3为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置在本实施例的整体结构视图；在本实施例中，所述校正网络30上的所述校正线32采用弯折的布线方式。具体的，针对每一所述天线块20，所述校正线32均对应设置有弯折段。
对于具有所述水平极化天线块21和所述垂直极化极化天线块22的双极化天线系统，为平衡两个极化的耦合度，将所述校正线32对应各所述天线块20的位置设置所述弯折段，增加另一极化的耦合度，使得两种极化的耦合度相当。
实施例三
如图4所示，图4为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置在本实施例的整体结构视图；在本实施例中，所述校正网络30在中部位置还设置有一个所述校正连接器33，中部的所述校正连接器33与所述校正分机60连接，所述校正线32两端的两所述校正连接器33均连接所述负载34。
对于多天线块组成的大型天线阵列，若对应所述天线阵列一端的所述校正连接器33连接所述校正分机60，对应所述天线阵列一端的所述校正连接器33接连接所述负载34，则远离所述校正分机60的所述天线块20耦合度会因介质损耗而变弱，导致整个所述天线阵列的耦合度起伏较大。采用本实施例中的中间馈电的方式，可以平衡整个所述天线阵列的耦合度。
实施例四
如图5和图6所示，图5和图6均为本发明所述轻量型相控阵天线校正装置在两维相控阵天线上的连接示意图；对于两维相控阵天线阵面，所述两维相控阵天线阵面可包括多条所述校正网络30。所述校正网络30两端的所述校正连接器33连接所述负载34，中部的所述校正连接器33通过射频电缆40与功分网络50(或开关矩阵70)连接至所述校正分机60。
对于超大规模的两维相控阵，所述校正分机60也可以通过功分网络50与开关矩阵70的组合实现与所述校正网络30的连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种轻量型相控阵天线校正装置，其特征在于，包括金属反射板、天线块和校正网络；所述天线块和所述校正网络均设置于所述金属反射板的同一端面上，所述校正网络包括校正介质板、校正线和校正连接器；所述校正介质板内嵌于所述金属反射板中，所述校正线刻蚀于所述校正介质板的表面，所述校正介质板和所述校正线均穿过各所述天线块的底部；所述校正连接器设置于所述校正线上，
所述校正连接器设置有2个，且所述校正连接器分别设置于所述校正线的两端，两所述校正连接器分别连接所述校正分机和负载；
或所述校正连接器设置有3个，且所述校正连接器分别设置于所述校正线的两端及所述校正线的中部，所述校正线两端的所述校正连接器连接负载，所述校正线中部的所述校正连接器连接所述校正分机；
所述天线块和所述校正网络分离设计，所述校正网络和所述金属反射板集成；
所述校正线设置为单层微带板。
2.如权利要求1所述的轻量型相控阵天线校正装置，其特征在于，同一所述金属反射板上的所述天线块均沿同一方向等距排列设置。
3.如权利要求1所述的轻量型相控阵天线校正装置，其特征在于，所述天线块包块水平极化天线块和垂直极化极化天线块；所述水平极化天线块和所述垂直极化极化天线块在所述金属反射板端面上相互垂直设置。
4.如权利要求2所述的轻量型相控阵天线校正装置，其特征在于，所述校正线对应各所述天线块均设置有弯折段。
5.如权利要求1所述的轻量型相控阵天线校正装置，其特征在于，所述金属反射板上设置有凹槽，所述校正介质板通过所述凹槽在所述金属反射板上内嵌。
6.如权利要求1所述的轻量型相控阵天线校正装置，其特征在于，所述校正连接器设置为3个时，所述的轻量型相控阵天线校正装置包括若干所述校正网络；各所述校正网络两端的所述校正连接器连接负载，各所述校正网络中部的所述校正连接器通过射频电缆与功分网络连接至所述校正分机。
7.如权利要求1所述的轻量型相控阵天线校正装置，其特征在于，所述校正连接器设置为3个时，所述的轻量型相控阵天线校正装置包括若干所述校正网络；各所述校正网络两端的所述校正连接器连接负载，各所述校正网络中部的所述校正连接器通过射频电缆与开关矩阵连接至所述校正分机。
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