一种旋转布阵波导缝隙天线阵列及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种旋转布阵波导缝隙天线阵列及其制作方法，本发明专利技术提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列包括至少两根波导缝隙天线，相邻所述波导缝隙天线之间夹角相同，且不等于0。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转布阵波导缝隙天线阵列及其制作方法
本专利技术涉及天线领域，特别涉及旋转布阵波导缝隙天线阵列及其制作方法。
技术介绍
波导缝隙天线具有结构紧凑、占据空间小、辐射效率高、功率容量大、可靠性高等优点,通过控制波导缝隙天线的口径分布,可以实现窄波束、赋形波束、低副瓣等特定功能，这些优点使得波导缝隙天线在相控阵雷达、星载天线等方面有着广泛的应用。在波导管的导体壁上开一条或数条窄缝，可使电磁波通过缝隙向外空间辐射，从而形成一种天线，这种天线称为波导缝隙天线。在缝隙处，表面电流的一部分绕过缝隙，另一部分以位移电流的形式沿原方向流过缝隙，位移电流的电力线将向外空间辐射，这就是波导缝隙天线工作的基本原理。根据缝隙单元间距和馈电方式的不同，主要有谐振式缝隙阵和非谐振式缝隙阵两类组阵形式。以宽边开缝的谐振式为例，波导管的截面为矩形，矩形两组边中较长的边为宽边，较窄的边为窄边，宽边开缝指的是在波导管包括宽边的导体壁上开缝，在一个矩形半高波导的宽边上开缝，可以形成有规律的辐射特性。一般波导缝隙天线可以从波导宽边的底部中间馈电，也可以从一边端口馈电。因为一根波导上开有多个缝隙，分别作为辐射单元，因此单根波导缝隙天线可以认为是个一维线阵。单根波导的辐射特性也与一维线阵相似，谐振式波导缝隙指所有缝隙都得同一端口被激励，所以最大辐射方向与天线轴线垂直。将多条波导缝隙天线并排放置，可以组成平面波导缝隙天线阵列，每根波导独立馈电，控制波导的馈电幅度，可以实现波束的一维扫描。由于谐振式波导缝隙天线中，同一个波导上的不同位置的缝隙相位是固定的，无法单独控制，因此波导缝隙天线只有一维扫描能力。如果要实现方向图的二维覆盖，需要配合机械转台。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有的平面波导缝隙天线阵列为实现方向图二维覆盖，需要配合机械转台转动；为解决所述问题，本专利技术提供一种旋转布阵波导缝隙天线阵列。本专利技术提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列包括：至少两根波导缝隙天线，相邻所述波导缝隙天线之间夹角相同，且不等于0。进一步，所述波导缝隙天线一端波导封闭形成短路，另外一端通过SMA同轴连接器馈电。进一步，所述波导缝隙天线采用BJ100型号波导。进一步，采用31根波导缝隙天线，所述波导缝隙天线的宽为10.668mm，高为5.328mm，缝隙宽度为1mm，缝隙间距为10.3mm，各偏置量不一在0.2mm-0.8mm之间，缝隙长度为7.5mm，数量为32个。相邻波导缝隙天线之间的夹角为3°。进一步，所述波导狭缝位于波导缝隙天线宽边，排列方向相互平行。本专利技术还提供所述的旋转布阵波导缝隙天线阵列的制作方法，包括：步骤一、提供至少两个波导管，在所述波导管导体壁宽边开狭缝，所有狭缝间距相等，相互平行，形成波导缝隙天线；步骤二、将所述波导缝隙天线依次并列，形成波导缝隙天线阵列；步骤三、将第一个波导缝隙天线之外所有波导缝隙天线绕波导缝隙天线阵列的轴线旋转一个不等于0的角度；再将第一和第二个波导缝隙天线之外所有波导缝隙天线绕波导缝隙天线阵列的轴线旋转同样角度，直至最后一个波导缝隙天线绕波导缝隙天线阵列的轴线旋转同样角度；形成旋转布阵波导缝隙天线阵列。本专利技术还提供所述的旋转布阵波导缝隙天线阵列的制作方法，包括：在一个矩形工装上每根波导对应位置处开槽，使得单根波导可以以确定的角度安装在工装上，如此依次将每根波导安装在工装上，形成波导缝隙天线阵列。本专利技术的优点包括：本专利技术提出一种半物理的旋转布阵波导缝隙阵列，在不需要机械转台的条件下，实现天线波束的二维覆盖的梳状波束。本专利技术应用于卫星对地高速率数据通讯中，使星载天线实现对地±45°俯仰角的二维波束覆盖。附图说明图1为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的波导缝隙天线的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的波导缝隙天线的单元(即波导缝隙天线)方向图；图3为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的波导缝隙天线的单元3D方向图；图4为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的侧视图；图5为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的正视图；图6为本专利技术实施例提供的天线阵列安装工装；图7为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的H面增益方向图；图8为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的辐射三维图；图9为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的三维方向图在正弦坐标系下的投影。具体实施方式下文中，结合附图和实施例对本专利技术的精神和实质作进一步阐述。由
技术介绍
可知，现有波导缝隙天线根据缝隙间距和馈电方式分为谐振式波导缝隙天线和非谐振式波导缝隙天线两种，本实施例中以谐振式波导缝隙天线为例，对本专利技术实施例所提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列做进一步阐述。波导缝隙天线的参数：缝隙宽度、缝隙间距、偏置量和缝隙长度决定波导缝隙天线的谐振与辐射特性，所述四个参数可以根据R.S.Elliott在忽略缝隙间的互耦和波导壁厚影响的情况下提出的经典方程进行求解。在本专利技术的一个实施例在中，所述波导缝隙天线采用BJ100型号波导，根据泰勒缝隙幅值分布函数计算出理论电导分布；再由提取参数模型提取出缝隙电导函数，从而确定各缝隙的偏移量。如图1所示，本实施例中，所述波导缝隙天线的宽为10.668mm，高为5.328mm，缝隙宽度为1mm，缝隙间距为10.3mm，各偏置量不一，在0.2mm-0.8mm之间，缝隙长度为7.5mm，每根波导上有32个缝隙。所述波导缝隙天线一端波导封闭形成短路，另外一端波导通过SMA同轴连接器馈电。图2为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的波导缝隙天线的单元方向图；图3为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的波导缝隙天线的单元3D方向图；本专利技术实施例提供的波导缝隙天线单元增益为21.8dB，最大旁瓣为-6.8dB。为实现天线波束无机械旋转台条件下二维覆盖，本专利技术的实施例提供旋转布阵波导缝隙天线阵列，所述旋转布阵波导缝隙天线阵列由至少两个波导缝隙天线，所述波导缝隙天线中心在同一条直线，从第二根波导开始，各波导缝隙天线依次绕中心所在直线旋转一个角度，旋转角度构成等差数列，波导可以从任意一边开始计数。如图4，图5所示，在本实施例中，采用31根波导缝隙天线，相邻波导缝隙天线之间的夹角为3°，具体制作方法为：将31根波导缝隙天线沿窄边并列排布，缝隙不遮挡，形成波导缝隙天线阵列；将第2至31个波导缝隙天线绕波导缝隙天线阵列的轴线旋转3°；再将第3至31个波导缝隙天线绕波导缝隙天线阵列的轴线旋转3°，直至31个波导缝隙天线绕波导缝隙天线阵列的轴线旋转3°；形成旋转布阵波导缝隙天线阵列。在本专利技术的其他实施例中，还可以提供图6所示的安装工装，所述安装工装可以为矩形工装，矩形工装上每根波导对应位置处开槽，使得单根波导可以以确定的角度安装在工装上，如此依次将每根波导安装在工装上，形成波导缝隙天线阵列。图7为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的H面增益方向图；图8为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的辐射三维图；图9为本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列的三维方向图在正弦坐标系下的投影。结合图7至图9，可以看出本专利技术实施例提供的旋转布阵波导缝隙天线阵列通过旋转方式排布波导缝隙天线，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转布阵波导缝隙天线阵列，其特征在于，包括至少两根波导缝隙天线，相邻所述波导缝隙天线之间夹角相同，且不等于0。

【技术特征摘要】
1.一种旋转布阵波导缝隙天线阵列，其特征在于，包括至少两根波导缝隙天线，相邻所述波导缝隙天线之间夹角相同，且不等于0。2.依据权利要求1所述的旋转布阵波导缝隙天线阵列，其特征在于，所述波导缝隙天线一端封闭，另外一端采用SMA探针馈电。3.依据权利要求1所述的旋转布阵波导缝隙天线阵列，其特征在于，所述波导缝隙天线采用BJ100型号波导。4.依据权利要求3所述的旋转布阵波导缝隙天线阵列，其特征在于，采用31根波导缝隙天线，所述波导缝隙天线的波导管宽为10.668mm，高为5.328mm，每根波导缝隙天线上开有32个缝隙，缝隙宽度为1mm，缝隙长度为7.5mm，缝隙间距为10.3mm，缝隙偏置量0.2mm-0.8mm，相邻波导缝隙天线之间的夹角为3°。5.依据权利要求3所述的旋转布阵波导缝隙天线阵列，其特征在于，所述波导狭缝位于波导缝隙天线宽边，排列方向相互平行，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，贺连星，李世举，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海,31