天线单元及阵列天线制造技术

本实用新型专利技术提供了一种天线单元及阵列天线。其中，天线单元包括天线本体，天线本体在沿波的传播路径上包括顺次连接的波导输入段、波导阻抗匹配段和辐射段，且辐射段的内壁与辐射段的辐射开口所在的平面垂直。本实用新型专利技术解决了现有技术中阵列天线加工难度大、制作成本高的问题。

Antenna unit and array antenna

【技术实现步骤摘要】
天线单元及阵列天线
本技术涉及天线设备领域，具体而言，涉及一种天线单元及阵列天线。
技术介绍
目前，现有的喇叭天线内壁为斜面，对于由喇叭天线单元组成的大规模阵列天线，斜面内壁形式的喇叭天线阵列对加工精度要求高，在实际加工中难度较大，成本较高。因此，现有技术中存在阵列天线加工难度大、制作成本高的问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种天线单元及阵列天线，以解决现有技术中阵列天线加工难度大、制作成本高的问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种天线单元，包括天线本体，天线本体在沿波的传播路径上包括顺次连接的波导输入段、波导阻抗匹配段和辐射段，且辐射段的内壁与辐射段的辐射开口所在的平面垂直。进一步地，辐射开口到波导阻抗匹配段的距离为L，且λ≤L≤1.5λ，其中λ为天线单元工作的中心频点对应的波长。进一步地，波导阻抗匹配段靠近辐射段一侧的开口面积大于波导阻抗匹配段远离辐射段一侧的开口面积。进一步地，波导阻抗匹配段包括顺次连接且沿靠近辐射段的方向上开口面积逐渐扩大的多个槽段，多个槽段至少包括沿靠近辐射段依次设置的第一槽段、第二槽段和第三槽段，第三槽段连接辐射段。进一步地，第一槽段的内壁与辐射段的辐射开口所在的平面垂直；和/或第二槽段的内壁与辐射段的辐射开口所在的平面垂直；和/或第三槽段的内壁与辐射段的辐射开口所在的平面垂直。进一步地，第二槽段的长度L2和第三槽段的长度L3均小于第一槽段的长度L1；和/或第二槽段的长度L2与第三槽段的长度L3相等；和/或第一槽段的长度L1大于等于第二槽段的长度L2的4倍，且小于等于第二槽段的长度L2的6倍。进一步地，第一槽段在沿其内壁的周向设置有多个侧壁段，相邻两个侧壁段之间具有倒角，所述倒角为弧形倒角；和/或所述第二槽段在沿其内壁的周向设置有多个侧壁段，相邻两个侧壁段之间呈直角；和/或所述第三槽段在沿其内壁的周向设置有多个侧壁段，相邻两个侧壁段之间呈直角。进一步地，辐射段的内壁沿其周向设置有多个辐射壁段，辐射壁段的个数不小于4个；或者辐射段的内壁是筒形内壁。进一步地，天线本体的材料包括铝、铜中的至少一种；和/或天线本体呈长方体结构。根据本技术的另一方面，提供了一种阵列天线，包括上述的天线单元。应用本技术的技术方案，本申请中的天线单元，包括天线本体，天线本体的内壁沿波的传播路径包括顺次连接的波导输入段、波导阻抗匹配段和辐射段，且辐射段的内壁与辐射段的辐射开口所在的平面垂直。使用上述结构的天线单元时，由于天线单元的辐射段的内壁与辐射段的辐射开口所在的平面垂直，从而在制作天线单元的过程中降低了制作难度，进而能够有效地解决天线单元加工困难、制作成本高的问题。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本技术的一个具体实施例的天线单元的结构示意图；图2示出了图1中的天线单元的辐射段的结构示意图；图3示出了图1中的天线单元的波导输入段与波导阻抗匹配段之间的位置关系示意图；图4示出了本申请中的一个具体实施例中天线单元工作的中心频点14.925GHz处两个面的增益方向图；图5示出了申请中的一个具体实施例中的天线单元的频段与驻波比的关系曲线图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、天线本体；20、波导输入段；30、波导阻抗匹配段；31、第一槽段；32、第二槽段；33、第三槽段；40、辐射段；41、内壁；42、辐射开口。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本技术。为了解决现有技术中阵列天线加工难度大、制作成本高的问题，本申请提供了一种天线单元及阵列天线。并且，在本申请的阵列天线中，包括下述的天线单元。通过使用本申请中的天线单元组成本申请中的阵列天线，可以有效地降低阵列天线的组装难度。如图1至图3所示，本申请中的天线单元，包括天线本体10，天线本体10在沿波的传播路径上包括顺次连接的波导输入段20、波导阻抗匹配段30和辐射段40，且辐射段40的内壁41与辐射段40的辐射开口42所在的平面垂直。使用上述结构的天线单元时，由于天线单元的辐射段40的内壁41与辐射段40的辐射开口42所在的平面垂直，从而在制作天线单元的过程中降低了制作难度，进而能够有效地解决天线单元加工困难、制作成本高的问题。需要指出的是，在本申请中的天线本体10中，辐射段40相当于喇叭天线中的喇叭。并且，本申请中的天线单元与现有的喇叭天线的明显区别在于本申请中的辐射段40为垂直壁段，即辐射段40的内壁41与辐射段40的辐射开口42所在的平面垂直，而现有的喇叭天线中则为斜壁段，因此能够有效地降低天线单元的加工难度。并且，本申请中的天线单元不仅更容易加工，并且同样具有常规喇叭天线的高效率、大功率容量特性及良好的电气性能。本申请中的天线单元可以应用于雷达、通信系统中高效率、大功率容量的阵列天线。垂直面的特性大大减小了阵列天线的加工难度，显著改善了常规喇叭天线阵列加工难度大、加工周期长、加工成本高的问题，同时兼具常规喇叭天线的高效率、大功率容量特性及良好的电气性能。故本申请中的天线单元从整体上降低了雷达、通信系统的生产研制周期、难度及成本。具体地，辐射开口42到波导阻抗匹配段30的距离为L，且λ≤L≤1.5λ，其中λ为天线单元工作的中心频点对应的波长。通过这样设置，能够有效地保证本申请中的天线单元的使用性能。需要指出的是，本申请中的天线单元在制作的过程中需要对辐射段40和波导阻抗匹配段30的尺寸进行优化，从而保证天线单元的匹配及辐射性能。具体地，波导阻抗匹配段30靠近辐射段40一侧的开口面积大于波导阻抗匹配段30远离辐射段40一侧的开口面积。具体地，波导阻抗匹配段30包括顺次连接且沿靠近辐射段40的方向上开口面积逐渐扩大的多个槽段，多个槽段至少包括沿靠近辐射段40依次设置的第一槽段31、第二槽段32和第三槽段33，第三槽段33连接辐射段40，第一槽段31远离辐射段40。通过这样设置，不仅能够更加方便天线单元的加工，而且还能够使的天线单元获得更好的阻抗匹配效果。并且，在本申请中第一槽段31的开口面积小于第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线单元，其特征在于，包括天线本体(10)，所述天线本体(10)在沿波的传播路径上包括顺次连接的波导输入段(20)、波导阻抗匹配段(30)和辐射段(40)，且所述辐射段(40)的内壁(41)与所述辐射段(40)的辐射开口(42)所在的平面垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种天线单元，其特征在于，包括天线本体(10)，所述天线本体(10)在沿波的传播路径上包括顺次连接的波导输入段(20)、波导阻抗匹配段(30)和辐射段(40)，且所述辐射段(40)的内壁(41)与所述辐射段(40)的辐射开口(42)所在的平面垂直。


2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述辐射开口(42)到所述波导阻抗匹配段(30)的距离为L，且λ≤L≤1.5λ，其中λ为所述天线单元工作的中心频点对应的波长。


3.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述波导阻抗匹配段(30)靠近所述辐射段(40)一侧的开口面积大于所述波导阻抗匹配段(30)远离所述辐射段(40)一侧的开口面积。


4.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述波导阻抗匹配段(30)包括顺次连接且沿靠近所述辐射段(40)的方向上开口面积逐渐扩大的多个槽段，所述多个槽段至少包括沿靠近所述辐射段(40)依次设置的第一槽段(31)、第二槽段(32)和第三槽段(33)，所述第三槽段(33)连接所述辐射段(40)。


5.根据权利要求4所述的天线单元，其特征在于，
所述第一槽段(31)的内壁与所述辐射段(40)的辐射开口(42)所在的平面垂直；和/或
所述第二槽段(32)的内壁与所述辐射段(40)的辐射开口(42)所在的平面垂直；和/或
所述第三槽段(33)的内壁与所述辐射段(40)的辐射开口(42)所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，雷硕，郑新宽，
申请(专利权)人：西安光启尖端技术研究院，
类型：新型
国别省市：陕西;61