本发明涉及电磁辐射，更具体地，涉及高收发隔离度的小型化弹载雷达天线。
背景技术：
1、弹载雷达天线作为一类特殊的雷达天线，主要用于导弹的制导和探测，通过将电磁波聚成波束，定向地发射电磁波并接收回波信号，从而实现对目标的距离、速度、角度等信息的快速测量和计算。常见的弹载雷达天线可通过机械扫描方式或电控方式来实现波束的指向变化，但传统弹载雷达天线在采用机械扫描方式来实现波束的指向变化时，存在扫描速度慢、精度低、可靠性差等问题，无法满足现代战争中对高速、高精度、高可靠性的要求。与机械扫描方式不同的是，采用电控方式来实现波束的指向变化的弹载雷达天线基于相控阵雷达天线实现，通过电控控制阵列各个单元的馈电相位来改变波束指向，从而实现了灵活、高精度的波束控制，同时，其抗干扰能力强，可靠性更高，因而具有更佳的应用前景。
2、随着科技的不断发展，弹载雷达天线技术也将不断进步，在对其收发性能要求的进一步提升的同时，由于布设空间有限，弹载雷达天线还更加注重轻量化和小型化设计，以适应导弹系统的发展需求。但弹载雷达天线的小型化设计还存在一些困难，包括：
3、1、弹载雷达天线负载于导弹内部，而导弹的载荷能力和内部空间有限，故需要要求雷达天线尽可能减小其自身的尺寸和重量，然而，随着弹载雷达天线尺寸和重量的减小，往往会导致弹载雷达天线性能下降，出现如增益降低、带宽变窄等问题，限制了雷达天线的使用；
4、2、弹载雷达天线中通常收发天线集中于同一工作平台，由于天线间的距离较近，天线之间存在显著的互耦干扰现象；这种干扰会制约天线的性能，影响雷达的探测精度和抗干扰能力，在复杂的电磁环境中，互耦干扰可能导致雷达信号失真，降低雷达的探测距离和分辨率。
5、因此，需要提供一种小型化、且具有高收发隔离度的弹载雷达天线。
技术实现思路
1、本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种高收发隔离度的小型化弹载雷达天线。
2、本发明的一个目的在于提供一种高收发隔离度的小型化弹载雷达天线，包括发射天线、接收天线以及电磁带隙结构阵列，所述发射天线、所述接收天线以及所述电磁带隙结构阵列集成于pcb上，所述电磁带隙结构阵列设置于所述发射天线以及所述接收天线之间；
3、所述电磁带隙结构阵列包括若干个周期性排列的电磁带隙结构单元，所述电磁带隙结构单元包括第一辐射贴片、金属化过孔及第一金属地板，所述金属化过孔连接所述第一辐射贴片中心及所述第一金属地板；
4、所述发射天线及接收天线均包括微带贴片天线阵列、微带馈线及第二金属地板，所述微带贴片天线阵列包括阵列设置的若干个微带贴片天线单元，所述发射天线及接收天线中包含的微带贴片天线单元分别由所述微带馈线串联并进一步连接至所述第二金属地板；所述微带馈线包括第一馈线及第二馈线；在所述发射天线及接收天线中，分别通过第一馈线串联所述微带贴片天线单元，并通过第二馈线连通所述第一馈线一端及所述第二金属地板；
5、所述pcb至少包括由上至下依次设置的第一金属层、介质层及第二金属层；所述第一金属层包括所述第一辐射贴片、第一馈线及所述微带贴片天线阵列，所述第二金属层包括所述第一金属地板及第二金属地板。
6、在本技术方案中，小型化弹载雷达天线包括集中于同一块pcb上的发射天线、接收天线以及电磁带隙结构阵列，通过电磁带隙结构阵列分隔发射天线及接收天线，减少了发射天线及接收天线间的表面波耦合，从而提高了在同一pcb上发射天线及接收天线间的隔离度，并因此使得发射天线及接收天线间在维持较高的信号传输效率的同时发射天线及接收天线之间的设置距离可以减小，进而降低了弹载雷达天线整体的尺寸及所需的pcb的板面尺寸。其中，在本技术方案中，弹载雷达天线所采用的pcb采取了简单的构型，令pcb为由上至下依次设置的第一金属层、介质层及第二金属层，具体地，以接收天线及发射天线的微带贴片天线阵列、微带馈线中的第一馈线及电磁带隙结构阵列的第一辐射贴片为pcb的第一金属层，并以接收天线、发射天线及电磁带隙结构阵列的金属地作为第二金属层，不引入多余的元件，简化了弹载雷达天线的整体结构、降低了弹载雷达天线的整体重量。同时，通过在发射天线及接收天线中均采用了微带贴片天线阵列及微带馈线，电磁带隙结构阵列中采用了金属辐射贴片和金属化过孔，在制作时均可随pcb的生产制程一同制出，无需额外增加制作流程，同时还节省了弹载雷达天线整体的加工成本，更为简单、经济。进一步地，采用微带馈线分别串联发射天线及接收天线中的微带贴片天线阵列，从而提高了天线增益，并且，微带馈线包含串联微带贴片天线单元间的第一馈线，及连通第一馈线一端及第二金属地板间的第二馈线，通过采用串联馈电阵列结合单端口馈电的形式，显著降低了馈电网络的设计复杂性，同时还缩短了网络中微带馈线的长度、降低了馈电网络带来的损耗，从而也降低了馈电网络的整体尺寸，进而降低了发射天线及接收天线的整体尺寸，进一步减小了设置发射天线及接收天线所需的pcb的板面尺寸以及弹载雷达天线整体的尺寸。
7、进一步地，在本技术方案中，为了便于电磁带隙结构阵列匹配发射天线及接收天线间的频率设计、保证发射天线及接收天线间的信号传输效率，设置令所述发射天线、接收天线及电磁带隙结构阵列之间均平行设置，同时，为了保证发射天线及接收天线间各处均具有良好的隔离度，设置令所述电磁带隙结构阵列的设置长度大于所述发射天线及所述接收天线的设置长度。
8、进一步地，在所述发射天线中，和/或，在所述接收天线中，所述微带贴片天线单元采用矩形贴片，为了在不增加微带贴片天线尺寸的情况下增加发射天线，和/或，接收天线的带宽，可在所述矩形贴片上形成蚀刻槽孔，通过在微带贴片天线单元上刻槽的方式激励出尽可能多的模式，从而在微带贴片天线单元上形成多频谐振，拓展了微带贴片天线单元的带宽，提高了发射天线，和/或，接收天线的使用性能。
9、进一步地，在所述发射天线中，和/或，接收天线中，所述微带贴片天线阵列至少包括三个串联呈线形的微带贴片天线单元，且以所述微带贴片天线单元串联的方向为纵向时，所述微带贴片天线单元的横向尺寸自线形两端向中间依次减小，使其阵列幅度分布满足切比雪夫分布或者泰勒分布。在采用串联馈电形式的微带贴片天线阵列中，可通过贴片单元宽度渐变法来控制微带贴片天线阵列中激励电流的振幅分布，在本技术方案中，在发射天线中，和/或，接收天线中，其所设置的微带贴片天线阵列至少包括三个串联呈线形的微带贴片天线单元，通过令微带贴片天线单元的横向尺寸自线形两端向中间依次减小，可以令微带贴片天线阵列中的阵列幅度分布满足切比雪夫分布或者泰勒分布，从而降低了微带贴片天线阵列的辐射方向图中的副瓣电平，提高了发射天线，和/或，接收天线的方向性，进而提高了天线的作用距离及抗干扰能力。
10、进一步地，所述第一馈线设置于所述微带贴片天线单元的中心线上，在所述发射天线及接收天线中，所述第一馈线分别凸出于位于pcb边缘的一个微带贴片天线单元设置，并在此微带贴片天线单元的一侧形成凸出部，所述第二馈线连接所述第一馈线的凸出部及第二金属地板；所述第一馈线及所述第二馈线等宽。在采用串联馈电形式的微带贴片天线阵列中，各微带贴片天线单元所连接的微带馈线的宽度及长度也会影响相应微带贴片天线单元的电流振幅，在本技术方案中，在发射天线，和/或，接收天线中，同一微带贴片天线阵列中的各微带贴片天线单元间通过第一馈线连接，第二馈线连接第一馈线一端及第二金属地板并作为对应天线的激励端口，且第二馈线与其相邻的微带贴片天线单元间存在第一馈线的凸出部；通过设置令第一馈线及所述第二馈线等宽，可通过调节连接微带贴片天线单元间的第一馈线的长度以及凸出部的长度从而平衡各微带贴片天线单元的相位，使得微带贴片天线单元的宽度与电流振幅比间保持良好的线性关系，进一步提高发射天线，和/或，接收天线的方向性，提高天线的作用距离及抗干扰能力。
11、进一步地，在所述发射天线及接收天线中，所述微带贴片天线单元朝向其所述凸出部一侧与所述第一馈线配合的位点处还开设有一个以所述微带贴片天线单元的中心线对称的矩形凹槽，所述矩形凹槽的宽度不小于所述第一馈线的宽度。在本技术方案中，在所述发射天线及接收天线中，微带贴片天线单元朝向第二馈线一侧、与第一馈线配合的位点处还开设有一矩形凹槽，且矩形凹槽的宽度不小于第一馈线的宽度，从而使得第一馈线深入贴近微带贴片天线单元中心，形成了插入馈电，通过插入馈电修改了微带贴片天线单元上的馈电位置，使其更靠近单元中心，从而减小了输入阻抗，进而提高了天线的使用性能，可以减少噪声干扰、提升功率容量、改善频率响应的线性度及最大化功率传输。优选地，可以通过修改矩形凹槽的开设深度以将输入阻抗调节至所需值。
12、在其中一个实施例中，为了使得弹载雷达天线的发射或接收频段集中于24ghz，并尽可能提高其使用带宽，在所述发射天线，和/或，所述接收天线中，设置令所述微带贴片天线单元为在同一侧边以中心线为轴对称开设有一对l型槽孔的矩形贴片；所述l型槽孔与所述矩形凹槽同时开设于矩形贴片的一条长边边缘，且所述l型槽孔避让所述矩形凹槽；所述l型槽孔的第一槽孔平行开设于所述长边边缘，第二槽孔平行开设于所述矩形贴片的短边及所述矩形凹槽之间。
13、进一步地，为了使得弹载雷达天线的发射及接收频段均集中于24ghz且发射天线和接收天线的工作频段相同，并尽可能提高其使用带宽，设置令所述发射天线及所述接收天线的微带贴片天线阵列具有一致的结构及尺寸，且在所述发射天线及接收天线中，所述微带贴片天线单元上开设l型槽孔的一侧朝向相同。
14、进一步地，所述第一辐射贴片为中央对称开设有四个等腰梯形槽孔的正方形贴片，所述等腰梯形槽孔的下底与所述正方形贴片的边平行，所述等腰梯形槽孔的上底呈弧形，且上底上各点距离正方形贴片中心等距，进而在所述正方形贴片中央形成同心的圆形金属焊盘。在本技术方案中，通过在电磁带隙结构单元的第一辐射贴片上设置蚀刻槽，用更小的尺寸实现对应雷达频段的表面波禁带，从而减少了收发天线间的表面波耦合，提高收发天线间的隔离度。
15、在其中一个实施例中，所述pcb的板面呈圆形，所述第二金属层为完整的金属地；
16、所述电磁带隙结构阵列径向设置于所述pcb中心，所述发射天线及所述接收天线平行设置并分列在所述磁带隙结构阵列两侧。在本技术方案中，通过采用圆形的pcb提供了更大的板面利用空间，使其能够在有限的pcb板面空间内集成更多的元件，同时，电磁带隙结构阵列径向设置于pcb中心，发射天线及接收天线平行设置并分列在磁带隙结构阵列两侧，进一步保证了发射天线及接收天线间良好的隔离度，从而在保证弹载雷达天线的使用性能和功能的同时进一步保证了整个系统的小型化、轻便化。
17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
18、1、提供了一种小型化弹载雷达天线，通过令发射天线、接收天线以及电磁带隙结构阵列集中于同一块pcb上，通过电磁带隙结构阵列分隔发射天线及接收天线，减少了发射天线及接收天线间的表面波耦合，从而提高了在同一pcb上发射天线及接收天线间的隔离度，并因此使得发射天线及接收天线之间的设置距离可以减小、进而降低了弹载雷达天线整体的尺寸及所需的pcb的板面尺寸。其次，采取了简单的pcb构型，令pcb为由上至下依次设置的第一金属层、介质层及第二金属层，具体地，并以接收天线及发射天线的微带贴片天线阵列、微带馈线及电磁带隙结构阵列的第一辐射贴片为pcb的第一金属层，并以接收天线、发射天线及电磁带隙结构阵列的金属地作为第二金属层，不引入多余的元件，简化了弹载雷达天线的整体结构、降低了弹载雷达天线的整体重量。同时，通过在发射天线及接收天线中均采用了微带贴片天线阵列及微带馈线，电磁带隙结构阵列中采用了金属辐射贴片，在制作时均可随pcb的生产制程一同蚀刻制出，无需额外增加制作流程，节省了弹载雷达天线整体的加工成本。
19、2、进一步地，采用微带馈线分别串联发射天线及接收天线中的微带贴片天线阵列，从而提高了天线增益，并且，微带馈线包含串联微带贴片天线单元间的第一馈线，及连通第一馈线一端及第二金属地板间的第二馈线，通过采用串联馈电阵列结合单端口馈电的形式，显著降低了馈电网络的设计复杂性，同时还缩短了网络中微带馈线的长度、降低了馈电网络带来的损耗，从而也降低了馈电网络的整体尺寸，进而降低了发射天线及接收天线的整体尺寸，进一步减小了设置发射天线及接收天线所需的pcb的板面尺寸以及弹载雷达天线整体的尺寸。
20、附图说明
21、图1为本发明一种高收发隔离度的小型化弹载雷达天线的结构示意图。
22、图2为本发明一种高收发隔离度的小型化弹载雷达天线的俯视图。
23、图3为本发明中电磁带隙结构单元的结构示意图。
24、图4为实施例2中一种高收发隔离度的小型化弹载雷达天线中发射天线和接收天线的方向图（@24ghz）。
25、图5为实施例2中一种高收发隔离度的小型化弹载雷达天线中发射天线和接收天线的增益。图6为实施例2及对比例1中弹载雷达天线的天线回波损耗和隔离度对比图。
26、图7为对比例2中无刻槽天线的微带贴片天线单元的结构示意图。
27、图8为实施例2及对比例2中弹载雷达天线的天线回波损耗和隔离度对比图。
1.高收发隔离度的小型化弹载雷达天线，包括发射天线、接收天线以及电磁带隙结构阵列，所述发射天线、所述接收天线以及所述电磁带隙结构阵列集成于pcb上，其特征在于，所述电磁带隙结构阵列设置于所述发射天线以及所述接收天线之间；
2.根据权利要求1所述的小型化弹载雷达天线，其特征在于，所述发射天线、接收天线及电磁带隙结构阵列之间均平行设置，所述电磁带隙结构阵列的设置长度大于所述发射天线及所述接收天线的设置长度。
3.根据权利要求1所述的小型化弹载雷达天线，其特征在于，在所述发射天线中，和/或，在所述接收天线中，所述微带贴片天线单元采用矩形贴片，并在所述矩形贴片上形成蚀刻槽孔。
4.根据权利要求1所述的小型化弹载雷达天线，其特征在于，在所述发射天线中，和/或，接收天线中，所述微带贴片天线阵列至少包括三个串联呈线形的微带贴片天线单元，且以所述微带贴片天线单元串联的方向为纵向时，所述微带贴片天线单元的横向尺寸自线形两端向中间依次减小，使其阵列幅度分布满足切比雪夫分布或者泰勒分布。
5.根据权利要求4所述的小型化弹载雷达天线，其特征在于，所述第一馈线及所述第二馈线等宽；所述第一馈线设置于所述微带贴片天线单元的中心线上，在所述发射天线及接收天线中，所述第一馈线分别凸出于位于pcb边缘的一个微带贴片天线单元设置，并在此微带贴片天线单元的一侧形成凸出部，所述第二馈线连接所述第一馈线的凸出部及第二金属地板。
6.根据权利要求5所述的小型化弹载雷达天线，其特征在于，在所述发射天线及接收天线中，所述微带贴片天线单元朝向其所述凸出部一侧与所述第一馈线配合的位点处还开设有一个以所述微带贴片天线单元的中心线对称的矩形凹槽，所述矩形凹槽的宽度不小于所述第一馈线的宽度。
7.根据权利要求6所述的小型化弹载雷达天线，其特征在于，在所述发射天线，和/或，所述接收天线中，所述微带贴片天线单元为在同一侧边以中心线为轴对称开设有一对l型槽孔的矩形贴片；所述l型槽孔与所述矩形凹槽同时开设于矩形贴片的一条长边边缘，且所述l型槽孔避让所述矩形凹槽；所述l型槽孔的第一槽孔平行开设于所述长边边缘，第二槽孔平行开设于所述矩形贴片的短边及所述矩形凹槽之间。
8.根据权利要求7所述的小型化弹载雷达天线，其特征在于，所述发射天线及所述接收天线的微带贴片天线阵列具有一致的结构及尺寸，且在所述发射天线及接收天线中，所述微带贴片天线单元上开设l型槽孔的一侧朝向相同。
9.根据权利要求1-8任一项所述的小型化弹载雷达天线，其特征在于，所述第一辐射贴片为中央对称开设有四个等腰梯形槽孔的正方形贴片，所述等腰梯形槽孔的下底与所述正方形贴片的边平行，所述等腰梯形槽孔的上底呈弧形，且上底上各点距离正方形贴片中心等距，进而在所述正方形贴片中央形成同心的圆形金属焊盘。
10.根据权利要求1-8任一项所述的小型化弹载雷达天线，其特征在于，所述pcb的板面呈圆形，所述第二金属层为完整的金属地；
