一種緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發雙天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于天線技術領域，具體涉及一種緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發雙天線。
【背景技術】
[0002]便攜式偵察雷達能測定特定區域內的人員、車輛、艦船等目標的方位、距離和活動路線，提供目標活動情報，實現對特定區域的警戒，可廣泛應用軍事和民用領域。國內外現有多款便攜式偵察雷達，主要包括的PPS-ro雷達、SQUIRE雷達，、LyralO雷達，RSR950Ngada雷達，EL/M-2140雷達和ST-312雷達等。
[0003]天線作為雷達的關鍵部件，對雷達性能的影響很大。經資料查詢和分析，上述便攜式雷達采用的天線存在如下不足:
[0004]1.天線重量和尺寸偏大。如PPS-OT雷達重34.5公斤，SQUIRE雷達重約23公斤，LyralO雷達重25公斤，RSR950 Ngada雷達重約43.8公斤。天線的重量和尺寸在雷達整機重量中占有很大的比例，所以減輕天線重量，減小天線尺寸對提升雷達性能至關重要。
[0005]2.天線采用機械掃描體制，如PPS-OT雷達，LyralO雷達和EL/M-2140雷達等。機械掃描體制天線使雷達波束掃描速度慢、功耗大、可靠性降低。
[0006]電掃體制天線具有體積小、控制靈活、波束掃描快速無慣性等優點，但在微波高頻段，有源相控電掃天線用到的數字移相器、T/R組件等核心部件價格高，系統較復雜，成本較昂貴，一般用戶難以接收(胡明春，周志鵬，嚴偉.相控陣雷達收發組件技術[M].北京:國防工業出版社，2010)。
[0007]頻掃體制天線由于其實現方便、成本低、波束指向和波束形狀變化快速、易于形成多個波束等優點，可較好的解決電掃性能與成本的矛盾，但也存在結構件較多、饋電方式復雜、重量較大(李斌，趙交成，李旭平.頻掃單脈沖天線技術研宄.火控雷達技術，第40卷第 I 期，2011 (3):83-90 頁)。
[0008]寬角掃描時波束副瓣較高，且寬角掃描時采用微帶天線單元難以布線組陣等不足(王昊，倪晶，葛平，馬曉峰，盛衛星.低損耗混合饋電波導慢波線頻掃陣列設計.2011年全國微波毫米波會議論文集:756-759頁)，(劉永康.微帶頻掃天線陣列研宄與設計[D]，南京:南京理工大學，2009)。
[0009]3.采用單個天線分時收發。現有便攜式偵察雷達有相當一部分采用脈沖多普勒體制，如ST-312雷達和LyralO雷達。此體制雷達存在較大的距離和速度盲區，難以觀測近區慢速小目標，采用調頻連續波體制可以較好的解決這一問題。但是調頻連續波雷達一般需要采用雙天線同時工作，一發一收，此情況下收發天線的隔離度對回波信號的檢測性能影響很大，必須采用相應的手段提高收發天線之間的隔離度。
【發明內容】
[0010]本發明所要解決的技術問題在于提供一種結構緊湊、隔離度高、重量輕、可電掃描，便于組成雙天線陣列的緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發雙天線。
[0011]本發明是通過以下技術手段解決上述問題的:一種緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發雙天線，包括兩套平齊的雙層平面微帶天線陣，金屬隔離條，金屬框架；
[0012]該金屬隔離條位于該金屬框架的表面，并位于兩套雙層平面微帶天線陣之間；
[0013]每套雙層平面微帶天線陣包括上層微帶天線陣面，支撐泡沫，下層微帶天線陣面，接地板；該支撐泡沫位于該上、下兩層微帶天線陣面之間；該接地板位于該下層微帶天線陣面和金屬框架之間；
[0014]該上、下兩層微帶天線陣面的相對面上均設有若干對應的導電矩形貼片，且每一組上下對應的導電矩形貼片形成一個導電矩形貼片組，且下層微帶天線陣面的導電矩形貼片采用微帶線的非輻射邊饋電方式；
[0015]該金屬框架的表面設有兩條波導饋線，兩條波導饋線端口分別相連有四個寬帶低損耗同軸波導變換。
[0016]作為上述方案的進一步改進，該上層微帶天線陣面、該支撐泡沫、該下層微帶天線陣面、該接地板、該金屬框架之間均采用導電性膠膜連接。
[0017]作為上述方案的進一步改進，該緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發雙天線的工作波段為波長17.14?19.35mm的Ku波段，中心頻率λ ^波長為18.18_。
[0018]作為上述方案的進一步改進，該波導饋線是由在該金屬框架上開設曲線狀通孔而成；該寬帶低損耗同軸波導變換焊接在該波導饋線的端口。
[0019]作為上述方案的進一步改進，每套雙層平面微帶天線陣包括42列線陣，每列線陣包括12個導電矩形貼片組。
[0020]作為上述方案的進一步改進，該上、下兩層微帶天線陣面均采用厚度為0.254mm，相對介電常數為2.92的介質基板。
[0021]作為上述方案的進一步改進，該支撐泡沫該支撐泡沫呈工字型。
[0022]作為上述方案的進一步改進，每個波導饋線呈連續的U型狀，并包含42個U型彎曲波導。
[0023]作為上述方案的進一步改進，該接地板上開設有若干與該波導饋線耦合的縫隙長度，其長度范圍為5.7?9mm，沿豎直方向傾斜角度范圍為22°?58.8°。
[0024]作為上述方案的進一步改進，該金屬隔離條位于該金屬框架的正中心；兩條波導饋線分別平行位于該金屬隔離條的兩邊。
[0025]本發明的有益效果是:
[0026]1.本發明的緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發雙天線采用一體化工藝，將波導饋線、寬帶低損耗同軸波導變換、金屬隔離條集中加工在一塊金屬框架上，結構簡單，減少了加工工藝流程，降低了天線的加工難度，有效減輕了天線系統的重量。
[0027]2.采用兩條波導饋線和雙層平面微帶天線陣結構形式，可使天線工作于頻掃連續波體制雷達中，提升了便攜式雷達系統偵察慢速小目標的能力。
[0028]3.兩套雙層平面微帶天線陣，即組成雙天線結構，在雙天線中間增加了一個金屬隔離條，有效地提高了收發天線的隔離度，改善了后端信號檢測性能。
[0029]4.該導電矩形貼片組為雙層貼片，且下層微帶天線陣面的導電矩形貼片采用微帶線的非輻射邊饋電方式，拓展了天線的工作帶寬，增加了天線布陣走線的空間，便于實現天線波束的寬角掃描。
[0030]5.采用結構簡單的寬帶低損耗同軸波導變換，以及經過實驗數據修正的波導縫隙耦合饋電網絡，提高了設計精度，實現了天線波束掃描范圍內的低副瓣性能，從而改善了雙天線的隔離度。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明較佳實施方式的左視圖；
[0032]圖2為本發明較佳實施方式的俯視圖；
[0033]圖3為圖1中金屬框架4的示意圖；
[0034]圖4為圖1中上層微帶天線陣面11的仰視圖；
[0035]圖5為圖1中下層微帶天線陣面13的俯視圖；
[0036]圖6為圖1中接地板14的俯視圖；
[0037]圖7為本發明較佳實施方式的反射系數圖；
[0038]圖8分別為本發明較佳實施方式的方位向掃描至-40°、0°和+40°時的方向圖；
[0039]圖9為本發明較佳實施方式的收發天線之間的隔離度圖。
【具體實施方式】
[0040]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0041]工作于波長17.14?19.35mm的Ku波段的緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發雙天線，中心頻率λ ^波長為18.18mm，中心頻率f ^為16.5GHz，下邊頻“為15.7GHz，上邊頻 fH為 17.2GHzo
[0042]參見圖1、圖2，一種緊湊型高隔離度低副瓣寬角電掃描收發雙天線，包括兩套平齊的第一雙層平面微帶天線陣I和第二雙層平面微帶天線陣2，薄的金屬隔離條3，金屬框架4。
[0043]該金屬隔離條3位于該金屬框架4的上表面中心，并位于兩套雙層平面微帶天線陣I